[发明专利]甲基丙烯酸酯聚合物及其复合物及它们的制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲基丙烯酸酯聚合物、该聚合物的纳米金复合物及其质 粒DNA的复合物，本发明还涉及这些聚合物、复合物的制备方法及其在作为 基因载体方面的应用。

背景技术

金纳米粒子的研究已经有150年历史。金纳米粒子具有抗氧化性强、 生物相容性好、密度高和光电特性好的优点，基于金纳米粒子的生物分析方 法已经取得了很多成果。表面包被有单分子层的金纳米团簇(Au₂MPCs)同核 酸、蛋白质和细胞膜等生物物质发生作用，能应用于生物医学的各个研究领 域。

美国CytImmune Sciences公司与荷兰的OctoPlus公司合作开发胶体金纳 米颗粒作为可能输送抗癌蛋白质TNF(肿瘤坏死因子)的技术，并计划于2003 年进入I期临床试验。尽管TNF具有明显的癌治疗潜能，但是，在不引起副 作用(如低血压和一些病例完全器官衰竭导致死亡)的情况下，治疗量TNF从 未被成功地输送过。动物模型试验表明，当TNF与胶体金(由氯化金和枸橼 酸金组成)偶合时，TNF能被安全地输送有效剂量。CytImmune公司的科学家 发现，通过与金偶合能消除生物活性物质的毒性。因为TNF与胶体金的表面 结合，所以CytImmune公司的第一个配方是用TNF将胶体金纳米颗粒饱和， 并将其注入小鼠体内。但随后发现在循环过程中这些胶体金颗粒被器官如肝 和胰脏摄取而不能到达肿瘤。因此，即使能输送较大剂量的TNF，但生物活 性未见改善。随后，研究人员发现，在TNF分子之间放入线性聚乙二醇(PEG) 片段，使之与圆形的胶体金纳米颗粒边缘结合。这些PEG片段当与血液接触 时被水合，使得整个颗粒被淹没在水中，从而产生令人惊异的作用。它还被 免疫系统认为是参与人体内循环的一部分。CytImmune公司所用的胶体金纳 米颗粒为25nm，足以通过围绕肿瘤血管上的洞(直径约100nm)。由于健康器 官或血管之间的空间仅为5nm，因此胶体金颗粒能进入肿瘤，但不能进入任 何健康器官。一旦颗粒进入肿瘤，TNF即发挥其生物作用。动物试验结果显 示胶体金技术输送到肿瘤的TNF数量比其它方法高10倍。由于输送所用的 胶体金极为微量，所以难于确定它的可能毒性。科学家还认为，在输送有效 成份后胶体金纳米颗粒通过肾过滤，不会因积累而构成对人体的威胁。胶体 金第一次被开发用作TNF药物输送，这项技术现已获得美国和欧洲专利。目 前，它不仅被开发用于输送TNF，还将输送紫杉醇等其它物质。

文献[1]报道了阳离子脂质双层包裹的金纳米粒子调节对哺乳动物细胞 转染的影响。二甲基二十八烷基溴化铵(DODAB)，阳离子脂质体双层膜包裹 的Au纳米颗粒(AuNPs)在血清中能够有效的传递两种质粒DNA到人胚胎肾 肝细胞(HEK 293)中，AuNPs的转染效率约是DODAB的5倍。AuNPs与DNA 的相互作用由染料插入试验和凝胶电泳表征，文献提出了理解和控制阳离子 脂质体和DNA相互作用的新观点，为构建金纳米粒子基因传递载体提供了 新方法。

平均分子量为2kDa(PEI2)的支化聚乙烯亚胺(PEI)与金纳米颗粒(GNPs) 共价键连接[2]构成PEI2-GNPs融合物，PEI2-GNPs与质粒DNA的复合物 体外转染猴肾细胞(COS-7)的效率是PEI2的12倍。而PEI2-GNPs和N-十二 烷基-PEI2与质粒DNA的复合物对上述细胞的转染效率进一步提高。具体转 染数据是：单独的PEI2转染效率为4％，PEI2-GNPs转染效率为25％，而 PEI2-GNPs和N-十二烷基-PEI2混合物与质粒DNA的复合物的转染效率为 50％。

文献[3]报道了通过可逆加成-断裂连迁移聚合(RAFT)合成精细共聚物稳 定的金属纳米颗粒的制备。反应通过室温条件自发还原硫代酯末端基团成巯 基，在金属复合物或金属溶胶的水溶液中生成共聚物稳定的金属纳米颗粒。 共聚物稳定的纳米颗粒包括Au(HAuCl₄)，Ag(AgNO₃)，Pt(Na₂PtCl₆.6H₂O)， 和Rh(Na₃RhCl₆)，使用0.01wt％的盐溶液和1.0M NaBH₄作为还原试剂， NaBH4：末端硫代酯聚合物的摩尔比率是25∶1，通过13000rpm离心1小时， 得到共价键连接的聚合物胶体溶液。