ATRP法制备聚(甲基丙烯酸氨乙酯-co-甲基丙烯酸N,N-二乙基氨乙基酯)基因载体

为得到低毒、高效的聚阳离子基因载体,以甲基丙烯酸氨乙酯(AMA)和甲基丙烯酸N,N-二乙基氨乙基酯(DEAEMA)为单体,以2-溴代异丁酸乙酯(EBIB)为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了两种聚(甲基丙烯酸氨乙酯-co-甲基丙烯酸N,N-二乙基氨乙基酯)阳离子无规共聚物(P(AMA-co-DEAEMA),简称P).琼脂糖凝胶电泳实验结果表明聚合物P作为阳离子载体可以有效地络合DNA,通过粒径仪测定的复合物粒子的尺寸在400 ～ 600 nm之间.扫描电镜观察的P/DNA复合物形貌是分散均匀的球形颗粒.以25kDa PEI为阳性参照,利用MTT比色法考察了聚合物P对HEK293T细胞的毒性.结果表明,聚合物P的细胞毒性低于25 kDa PEI的细胞毒性.以25 kDa PEI和裸质粒DNA作为参照,我们进一步考察了聚合物P与DNA形成的复合物在HEK293T细胞中的转染效率.结果表明P/DNA复合物在HEK293T细胞中的转染效率远远高于裸质粒DNA的转染效率,并且接近于25 kDa PEI/DNA复合物的转染效率.     

PEI基因载体靶向遮蔽体系的制备和表征

将RGD短肽接枝到聚谷氨酸(PGA)上,制备了一种靶向性的基因载体遮蔽材料PGA-RGD.通过凝胶电泳实验及体外转染实验证明得出RGD的引入增加了载体材料与细胞表面受体的特异性作用,在载体表面正电荷得到遮蔽的同时,转染效率还得到了一定程度的增加.同时,对转染了48h的三元复合物进行MTT细胞毒性测试表明,PGA遮蔽的基因载体体系(PGA/PEI/DNA)和PGA-RGD遮蔽的基因载体体系(PGA-RGD/PEI/DNA)的细胞毒性均低于PEI/DNA复合物体系.本文开发的基因载体改性方法不仅可以对复合物颗粒表面的正电荷进行遮蔽,从而降低复合物体系对非目标组织的非特性异作用;同时引入的RGD靶向短肽还可以提高载体的靶向性,这一改性策略对推动阳离子聚合物基因载体在体内的应用具有重要意义.     

聚苯丙氨酸修饰低分子量聚乙烯亚胺制备高效基因载体

分别制备了以支化小分子量聚乙烯亚胺(PEI-1.8k)为引发剂,引发苯丙氨酸-NCA开环聚合得到聚乙烯亚胺-聚苯丙氨酸(PEI1.8k-g-PPhe)以及聚乙烯亚胺接枝苯丙氨酸单体(PEI1.8k-g-Phe)的系列基因载体材料.利用核磁、粒度、zeta电位仪、荧光光度计、流式细胞仪以及激光共聚焦显微镜对PEI1.8k-g-PPhe,PEI1.8k-g-Phe以及PEI1.8k-g-PPhe/DNA和PEI1.8k-g-Phe/DNA复合物颗粒进行了系统的表征.研究结果表明,最佳转染条件下,PEI1.8k-g-PPhe10/DNA复合物颗粒的粒径约为150 nm,表面电位约为16 m V.在人源宫颈癌(He La)和人源乳腺癌(MCF-7)2种细胞系中均具有较高的基因转染效率,且最佳转染效率可达到PEI-25k的12倍.MTT细胞毒性实验分别比较了PEI1.8k-g-PPhe和PEI1.8k-g-Phe对He La细胞毒性的大小.从实验结果可见,苯丙氨酸引入的方式及数量决定着其细胞毒性的大小.PEI1.8k-g-PPhe和PEI1.8k-g-Phe都具有较低的细胞毒性(材料在较高浓度1 mg/m L时的细胞存活率大于70%).内吞实验结果表明,PEI1.8k-g-PPhe由于接入了具有规则聚合链的聚苯丙氨酸,而易于被He La细胞内吞.PEI1.8k-g-PPhe10/DNA复合物颗粒相比于PEI-25k/DNA,PEI-1.8k/DNA和PEI1.8k-g-PPhe/DNA具有更高的细胞内吞效率.     

聚谷氨酸为骨架的梳状基因载体的合成及生物学性能评价

以聚谷氨酸为骨架, 用低分子量聚乙烯亚胺胺解聚谷氨酸苄酯, 得到聚谷氨酸-g-聚乙烯亚胺, 用异佛尔酮二异氰酸酯将聚乙二醇单甲醚偶联到聚谷氨酸-g-聚乙烯亚胺上, 合成了梳状聚阳离子基因载体聚谷氨酸-g-(聚乙烯亚胺-b-聚乙二醇). 利用核磁共振氢谱、 激光粒度分析仪、 Zeta电位仪和凝胶电泳对聚阳离子载体及其与质粒脱氧核糖核酸(pDNA)形成的复合物进行了表征. 通过噻唑蓝(MTT)细胞毒性测试、 绿色荧光蛋白质粒pEGFP-C1及荧光素酶质粒pGL3体外转染实验考察了载体的细胞毒性及基因转染效率. 结果表明, 当聚乙烯亚胺中N原子和DNA中P原子的摩尔比(N/P)大于5时, 载体能很好地包裹DNA, 载体与DNA形成的复合物粒径约为130 nm, Zeta电位约为28 mV; 通过MTT实验和体外质粒转染实验显示出载体在测量范围内具有极低的细胞毒性和较高的转染效率.     

阳离子基因载体的pH敏感遮蔽体系的制备及表征

合成了一种pH敏感的遮蔽体系-谷氨酸苄酯/谷氨酸共聚物(PBLG-co-PGA), 用于对DNA/阳离子基因载体复合物颗粒表面正电荷的遮蔽, 以提高其在体内的稳定性. 研究表明, PBLG-co-PGA (PGA(x), x为PGA占共聚物中摩尔百分数)具有pH敏感性. 并以pH敏感点接近生理pH值的PGA(60)为遮蔽体系进行研究. PGA(60)能够对DNA/PEI(1:1)复合物颗粒表面正电荷进行有效遮蔽. 凝胶阻滞电泳显示, 用PGA(60)对DNA/PEI复合物进行不同比例遮蔽, 没有发生与DNA的链交换作用. MTT细胞毒性测试表明, PGA(60)和三元复合物DNA/PEI/PGA(60) 在测试范围内几乎没有细胞毒性. 荧光素酶转染实验表明, 部分遮蔽后转染效率有所提高; 用PGA(60)对DNA/PEI复合物完全遮蔽为负电后, 由于同细胞表面的电荷排斥作用, 三元复合物不易被细胞内吞, 导致不发生细胞转染. 因其合适的pH响应性, PGA(60)将可能成为一种能随pH值的变化, 实现对聚阳离子基因载体进行电荷遮蔽/智能释放的遮蔽材料.     

普鲁兰多糖为骨架的新型阳离子非病毒基因载体

通过琥珀酸酐将低分子量支化聚乙烯亚胺(PEI, 分子量1000)偶联到普鲁兰多糖(Pullulan)上, 合成了新型基因载体P-PEI. 利用 ¹H NMR、 FTIR、 粒度仪、 Zeta电位仪、 透射电镜和凝胶电泳对聚阳离子载体及其与质粒pDNA 的复合物进行了表征. 凝胶阻滞实验结果证明, 载体P-PEI在体外可以通过静电相互作用稳定结合pDNA, 并能有效抑制DNA水解酶及血清成分对pDNA的降解. 噻唑蓝(MTT)细胞毒性测试、 绿色荧光蛋白表达质粒(pGFP)及荧光素酶表达质粒(pGL3)转染实验结果表明, 载体P-PEI在N/P高达12.5时对细胞MCF-7, HeLa和COS-7的毒性低于PEI; 当N/P 为6.25时能有效将pGFP和pGL3带入Hela 细胞并表达, 最佳转染效率及荧光素酶活分别为, 比Lipo 2000[(49.13±0.61)%, (58.47±7.62)×10⁸ RLU/mg蛋白) 略低. 因此以Pullulan为骨架材料的P-PEI是一种新的有潜在应用价值的非病毒基因载体.     

基于门舒特金反应的酶触发自降解高分子载体及其在基因输送中的应用

用邻位苄基溴与双胺进行门舒特金反应,合成了2种线性的季铵盐阳离子聚合物.其中,含有酚基酯键的阳离子聚合物,一旦进入细胞后,可以在细胞内的酯酶催化下快速水解,使得聚合物自降解断裂为不带电的非季铵盐小分子,从而快速释放DNA,最终达到提高转染效率的目的.通过对复合物纳米颗粒的粒径和电势测定,证明了这2种阳离子聚合物都能够有效地结合DNA形成表面带正电的复合物纳米颗粒.凝胶阻滞电泳实验表明,所合成的阳离子聚合物都能稳定地包裹DNA.而在酯酶条件下,含有酚基酯键的阳离子聚合物可以发生降解,使得纳米复合物释放出DNA.同时,含有酚基酯键的阳离子聚合物由于其独特的可降解性,相比于PEI,降低了细胞毒性.在体外细胞转染实验中,2种阳离子聚合物都有较好的转染效果.其中酯酶响应的载体在高N/P下依然表现出较高的转染效率,说明该阳离子载体能够在细胞内有效降解并释放出DNA.     

细胞核靶向聚乙烯亚胺-地塞米松偶联物的制备及作为基因载体的应用

采用地塞米松(Dex)和低分子量聚乙烯亚胺(PEI)经酰胺化反应, 合成了一种新型靶向基因载体PEI-Dex偶联物. 研究结果表明, PEI-Dex可结合DNA形成复合物, 在最佳制备条件下(N/P=12), PEI-Dex/DNA复合物粒径为(162±1.90) nm, 电位为(12.8±0.11) mV, 适用于基因转染. PEI-Dex的细胞毒性较低, 可促进复合物的细胞核转运, 从而显著提高转染效率.     

胆固醇修饰的低分子量聚乙烯亚胺接枝化聚[L-天冬酰胺-co-L-赖氨酸]作为基因载体的性能研究

通过将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI600)及其胆固醇衍生物与聚(L-天冬酰胺-co-L-赖氨酸)(PSL)进行开环反应, 合成了一类新型的肿瘤靶向基因载体, 研究了这类载体与DNA形成复合物的性质以及介导绿色荧光蛋白质粒pEGFP-C1转染不同细胞的性能. 结果表明, 在复合质量比大于5∶1时, 各载体均能与DNA形成结构稳定的复合物. 同时转染实验结果证明, 通过在侧链引入一定数目的胆固醇, 可以明显提高载体对于癌细胞HepG2和Hela的转染效率. 这类新型的载体具有良好的细胞相容性、较高的转染效率以及易于进行靶向修饰等特点, 在基因治疗研究领域中将具有较好的潜在应用价值.     

巯基化透明质酸包封的仿生交联基因微载体的构建

采用超分子组装技术,通过巯基化透明质酸(HA-SH)与聚乙烯亚胺(PEI)/DNA缔合体的界面静电组装,构建了壳层二硫键仿生交联的基因超分子组装体(PEI/DNA/HA-SH).凝胶电泳结果表明,该组装体有很好的DNA缔合特性.壳层的仿生交联使基因超分子组装体在生理盐溶液中的稳定性得到有效改善,细胞毒性显著降低,并能有效转染细胞,为非病毒基因传递体系的设计提供了新途径.     

壳聚糖超声可控降解及降解动力学研究

通过正交实验法考察了壳聚糖溶液浓度、反应温度、超声强度以及醋酸溶液浓度对超声降解反应的影响,确定了最佳反应条件,制备了一系列不同分子量的壳聚糖.研究了壳聚糖溶液浓度、反应温度以及壳聚糖原料分子参数与降解速率常数的关系.通过红外光谱、X-射线衍射和凝胶渗透色谱对降解产物进行了表征.结果表明,超声降解壳聚糖的最佳条件为10℃,壳聚糖溶液浓度2.5g/L.降解速率常数随壳聚糖溶液浓度和反应温度的降低而增大.高分子量和低脱乙酰度的壳聚糖原料有较高的降解速率和降解速率常数,壳聚糖原料的分子量对降解速率和降解速率常数的影响大于脱乙酰度对其的影响.超声波导致了壳聚糖分子量的降低和产物晶体结构的破坏,但没有改变产物的脱乙酰度和糖残基结构.     

SYNTHESES AND STRUCTURES OF POLYPHENYLSILSESQUIOXANES

Phenyltrichlorosilane was hydrolyzed both ifi. toluene and in ether from which two kinds of prepolymers were obtained with different structures, molecular weights, and molecular weight distributions. Polymers were prepared from the prepolymers in various polymerization conditions. The ladderlike, branched, and crosslinked structures formed under different polymerization conditions were characterized by means of FTIR, ~1H and ~(29)Si-NMR, and elemental analysis. Azeotropic distillation of solvents and H_2O formed during polymerization was found useful in removing H_2O from the system and high molecular weight products with perfect ladderlike structure were obtained.     

稀土催化制备窄分子量分布高顺式聚异戊二烯及聚合反应动力学

由稀土羧酸钕盐(Nd)、三异丁基铝(Al)、含氯活化剂(CE)及醇(OH)组成的均相稀土羧酸盐催化体系,用于异戊二烯(Ip)定向聚合,其中含氯活化剂(CE)为氯代烃(CE1)或氯代羧酸酯(CE2).研究了CE和OH的化学结构及Al用量对Ip聚合及聚异戊二烯(PIp)微观结构、分子量及分子量分布的影响,将原位全反射傅立叶红外光谱(in situ ATR-FTIR)技术应用于研究稀土催化Ip配位聚合反应过程及聚合反应动力学,采用FTIR、GPC、NMR及DSC等测试手段表征PIp的微观结构、分子量及其分布、序列分布及热性能.实验结果表明,在稀土催化异戊二烯聚合反应中,少量的CE2和OH有助于提高催化活性、降低分子量分布和提高顺式含量.聚合速率对单体浓度呈现一级动力学关系,表观增长活化能(Ea)为69.5 kJ/mol.通过调节催化剂组分配比及聚合工艺条件,可制备出顺-1,4结构含量可达98%以上、窄分子量分布(Mw/Mn=1.6～2.4)的高顺式聚异戊二烯.     

ATRP法合成结构对称的双羧基聚苯乙烯及其超分子的形成

从二甲苯出发,经过溴甲基化反应、氧化反应、酯化反应和溴代反应,合成了一种四官能团的引发剂,4,6-二(溴甲基)-1,3-苯二甲酸二甲酯.用该引发剂引发苯乙烯进行原子转移自由基聚合,实验结果表明聚合反应具有活性自由基聚合的特征.通过苯乙烯的本体聚合反应获得了分子量可控、双酯基位于聚合物链中间的聚苯乙烯.经过水解反应,使聚合物中的双酯基被水解成双羧基,从而得到了结构对称的两亲性聚合物,双羧基聚苯乙烯.利用该聚合物具有分子识别的特性,与十二烷胺形成了离子键超分子化合物.此工作为超分子星形聚合物的设计合成提供了简便快捷的方法.     

α-蒎烯、β-蒎烯、苧烯阳离子聚合的研究

比较了萜烯单体α 蒎烯、β 蒎烯、烯的阳离子聚合性能，还考察了这三种单体的活性聚合可能性．在Ｌｅｗｉｓ酸ＡｌＣｌ３作用下，聚合速率大小顺序为：β 蒎烯＞烯＞α 蒎烯．α 蒎烯、烯的聚合产物分子量较低；β 蒎烯的聚合产物分子量较高．ＡｌＣｌ３与ＳｂＣｌ３复合后，α 蒎烯、烯的聚合速率增加，β 蒎烯的聚合速率反而下降．α 蒎烯的聚合速率增加幅度大于烯，使得前者聚合速率高于后者．与使用ＡｌＣｌ３相比，添加ＳｂＣｌ３后产物的分子量变化是：α 蒎烯变大，烯不变，β 蒎烯则变小．添加ＳｂＣｌ３对β 蒎烯、烯的聚合物结构无影响，而α 蒎烯聚合产物的结构则发生显著变化．活性较高的β 蒎烯在适当的引发体系，如苯乙烯 ＨＣｌ加成物／ＴｉＣｌ３（ＯｉＰｒ）作用下，可以实现活性聚合．α 蒎烯、烯则由于本身单体活性太小，难以实现活性聚合．     

甲基丙烯酸甲酯和联苯酯的基团转移共聚研究

研究了甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）和甲基丙烯酸联苯酯（ＢＰＭＡ）的基团转移共聚．用１Ｈ ＮＭＲ、ＩＲ、ＧＰＣ和ＤＳＣ等手段对共聚物进行了表征．测得两种单体在苯、四氢呋喃和乙腈中的竞聚率（３０℃）分别为γ１＝０５６±００３、０５２±００３、０４６±００３和γ２＝０７９±００３、０８１±００３、０８５±００３．得到了实测分子量和理论分子量相近，分散性较小的共聚物     

竹浆黑液高效减水剂的结构表征及吸附研究

研究了竹浆黑液混凝土高效减水剂(GCL1-JB)的结构和吸附特征.将GCL1-JB先通过超滤和离子交换树脂提纯,再通过凝胶柱层析分级,然后选择4种窄分子量分布的GCL1-JB级分进行结构表征和吸附研究.结果表明,GCL1-JB具有高分子量和高磺化度的结构特征.不同分子量级分的GCL1-JB的化学分子结构相似,但其中磺酸基含量随着分子量增大而减少,而芳香环含量随着分子量增大而增大.GCL1-JB在阳离子表面能形成平整的自组装吸附膜,其中高分子量级分的GCL1-JB因磺酸基含量较低,分子较卷曲,故吸附量较大.     

高分子量二氧化碳-环氧丙烷共聚物的合成条件研究

利用新型多配体负载戊二酸锌来催化二氧化碳和环氧丙烷合成高分子量聚碳酸(1,2-丙二醇).通过研究反应时间和反应压力对产率以及产物的结构和性能的影响来对反应条件进行了优化.结果表明在反应压力为5.2MPa,反应时间为40h时所得聚合物的数均分子量大于23×104,玻璃化转变温度达到38℃,拉伸强度达到31MPa.     

凝胶色谱中宽、窄分子量分布的峰加宽改正问题

本文用宽分布(M_w/M_n=6.3)及窄分布(M_w/M_n=1.22)两种模型函数,改变一系列加宽因子,“合成”了具有不同加宽程度的GPC谱图,然后计算平均分子量并与原模型分子量进行比较,考察分子量分布对峰加宽改正程度的影响.结果表明:分子量分布宽、窄在峰形改正上有着明显差异,窄分布要比宽分布改正得多.但对于分子量平均值来说,宽分布与窄分布的峰加宽改正程度是相同的.因此,通常认为宽分布试样在平均分子量计算时可以忽略峰加宽改正的说法是一种误解。     

稀土顺1,4聚丁二烯的分子缠结与结晶

本文用电镜研究了经过分级得到的不同分子量及不同分子量分布的稀土顺1,4 聚丁二烯(Ln-PB)及镍顺1,4 聚丁二烯(Ni-PB)的低温结晶形态、结晶成核及生长机理。发现低分子量 PB以预现成核为主,而高分子量PB以大分子的缠结为中心的散现成核为主,得到两种不同片层缠结形态的PB球晶。其结晶形态及速率主要受高分子量中的大分子缠结影响。