聚酰胺—胺型树状大分子的合成及性能研究
【摘要】：树状大分子(dendrimers)是二十世纪后期出现的一类新型的合成大分子。这类大分子在结构上具有球形、高度分枝、单分散性等特点。由于其结构的特殊性,使树状大分子在生物领域得到广泛的应用。特别是其作为基因载体的研究引起了人们的巨大兴趣。聚酰胺-胺(polyamidoamine,PAMAM)树状大分子是最先得到深入研究并且引起广泛关注的树状大分子。本文研究的目的是探讨树状大分子的合成、修饰,并且将所合成的树状大分子包裹量子点应用于生物荧光探针,以及与PLGA复合制备纳米基因载体方面的研究。研究结果主要包括以下几个方面: (1)PAMAM树状大分子的合成与修饰运用重复交替的两步反应合成PAMAM树状大分子:先在树状大分子末端伯胺进行Michael加成反应,再在树状大分子末端酯基进行酰胺化反应。利用甲醇和乙酸乙酯混合溶剂作为淋洗剂对半代的树状大分子进行柱层析分离,合成了从- 0.5 G - 4.0 G的PAMAM树状大分子。并且考察了树状大分子自身的荧光性能。为了增加树状大分子在基因转染过程中过膜能力,提高转染效率,在树状大分子的外围修饰不同取代度的疏水的十八碳酰,从而得到外围带有疏水长链的3.0 G PAMAM。 (2)PAMAM树状大分子与量子点的作用采用溶剂挥发法,制备了由表面活性剂和树状大分子包裹的水溶性核壳型CdSe/ZnS量子点荧光纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)和荧光显微镜观察发现,得到的水溶性量子点依然保持着原有量子点的荧光特性,并且颗粒大小均匀(100– 150 nm),分散性好,可以用来标记HeLa细胞。 (3)树状大分子与PLGA的作用采用溶剂扩散法制备了树状大分子PAMAM复合PLGA纳米分散液。在制备过程中,选择合适的内、外相体积是制备纳米粒的关键所在。并且通过对纳米粒的的zeta电位、临界聚沉值以及pH稳定性的测量,可知在水相∶有机相= 12∶1,表面活性剂浓度为1 %时,可以得到粒径为149.7 nm的纳米分散液。在pH值7 ~ 9范围内,纳米粒可以稳定存在,不发生团聚。 (4)PAMAM-PLGA纳米粒对基因的转染采用绿色荧光蛋白质基因作为模型基因药物,制备不同N/P比的PAMAM-PLGA-DNA纳米粒并评价其转染性能。琼脂糖凝胶电泳阻滞实验结果表明,在N/P 3∶1起,DNA所带负电荷全部被中和,从而全部被阻滞在加样孔中。体外基因转染实验表明,纳米粒能够将质粒Pvivo 2转染至细胞内,转染效率比单纯用3.0 G PAMAM载体要高,表明复合基因载体可以提高转染效率。本论文虽然考察了树状大分子自身的荧光性能,但是对于其荧光形成的机理还需要进行更深入的研究。利用溶剂扩散法制备的PAMAM-PLGA复合基因载体,能够很好地压缩DNA,虽然转染效率比单纯的树状大分子高,但是转染效率与已经商品化的阳离子脂质体相比,还有一定的差距,所以,复合载体用于基因转染仍需要进一步的研究。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：O633.22
【目录】：
· 摘要4-6
· Abstract6-10
· 1 树状大分子的发展概况10-36
· 1.1 树状大分子的研究背景10-15
· 1.2 PAMAM 树状大分子的性质及在生物医药领域的应用15-22
· 1.3 非病毒基因载体的研究进展22-29
· 1.4 量子点研究进展29-33
· 1.5 本文研究的意义和主要内容33-36
· 2 聚酰胺-胺型树状大分子的合成、表征及其荧光性能的研究36-58
· 2.1 PAMAM 树状大分子的合成36-40
· 2.2 树状大分子的结构表征40-45
· 2.3 PAMAM 树状大分子自身荧光性能研究45-48
· 2.4 十八碳酰修饰的树状大分子的合成48-53
· 2.5 讨论53-57
· 2.6 本章小结57-58
· 3 树状大分子修饰的水溶性量子点制备及其作为荧光标记生物探针的应用58-68
· 3.1 树状大分子包裹的水溶性量子点的制备58-59
· 3.2 水溶性量子点的荧光性能研究59-62
· 3.3 水溶性量子点标记生物细胞的研究62-63
· 3.4 结果与讨论63-66
· 3.5 本章小结66-68
· 4 PAMAM-PLGA 纳米基因载体的制备68-77
· 4.1 PAMAM-PLGA 纳米基因载体的制备68-69
· 4.2 PAMAM-PLGA 纳米分散体系的表征69-70
· 4.3 结果70-73
· 4.4 讨论73-76
· 4.5 本章小结76-77
· 5 PAMAM-PLGA 纳米基因载体的转染活性研究77-84
· 5.1 PAMAM-PLGA 纳米基因载体的制备77
· 5.2 PAMAM-PLGA 纳米基因载体的转染实验77-79
· 5.3 结果79-81
· 5.4 讨论81-83
· 5.5 本章小结83-84
· 6 全文总结84-87
· 6.1 主要研究成果84-85
· 6.2 本文的特色与创新之处85
· 6.3 展望85-87
· 致谢87-88
· 参考文献88-102
· 附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录102-103
· 附录2 本文所用到的主要缩略语103
