[发明专利]环境响应的基因载体材料及合成方法

说明书

技术领域

本发明属于基因载体材料领域，特别涉及一种环境响应的基因载体材料及合成方法。 

背景技术

近年来，基因治疗因在遗传性疾病、传染病和癌症等各种疾病治疗方面具有非常大的潜力而引起了极大的关注。由于游离的核酸带负电荷，不能穿过细胞膜、会很快的被血液中的核酸酶降解，不能达到转染的目的，所以大量研究工作聚焦于开发能有效包装和保护寡聚核苷酸和DNA的基因载体。 

病毒载体，例如逆转录病毒、腺病毒等虽然在多种细胞系中运载DNA和RNA时均显示出很高的转染效率，但具有毒性、免疫原性，且只能装载一定尺寸的基因。聚乙烯亚胺(PEI)是一种常用的基因转染载体材料，分子量为25kDa的PEI具有较高的转染效率，但具有较高的细胞毒性，因而限制了它的应用。较低分子量的PEI，如分子量为800Da的PEI，虽然几乎没有细胞毒性，但不能很好压缩DNA，转染效率较低。 

发明内容

本发明的目的提供一类具有环境响应的基因载体材料，此类基因载体材料兼具毒性低、转染效率高的特性，本发明的再一目的是提供所述环境响应的基因载体材料的合成方法。 

本发明所述环境响应的基因载体材料，由含二硒键的化合物与寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺交联而成，结构示意如下： 

或 

上述结构示意中，n＝1～10，x≥1，y≥1，DT为寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺，所述含二硒键的化合物为含二硒键的二羧酸或含二硒键的二烯。 

本发明所述环境响应的基因载体材料，所含寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺的分子量为200～4000Da。 

本发明所述环境响应的基因载体材料，在还原或氧化的条件下会发生降解。 

本发明所述环境响应基因载体材料的制备方法有以下两种： 

1、第一种制备方法 

此种制备方法的工艺步骤如下： 

(1)活性中间体的制备 

原料包括含二硒键的二羧酸、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)或硫代羟基琥珀酰亚胺(S-NHS)和缩合剂，N-羟基琥珀酰亚胺或硫代羟基琥珀酰亚胺与含二硒键的二羧酸的摩尔比2.0～4.0∶1，缩合剂与含二硒键的二羧酸的摩尔比2.0～4.0∶1， 

将含二硒键的二羧酸、N-羟基琥珀酰亚胺或含二硒键的二羧酸、硫代羟基琥珀酰亚胺在室温(室内自然温度)、常压下用溶剂溶解形成混合溶液，所述溶剂的量以含二硒键的二羧酸和N-羟基琥珀酰亚胺或含二硒键的二羧酸和硫代羟基琥珀酰亚胺能完全溶解为限，将缩合剂在室温(室内自然温度)、常压下用溶剂溶解，所述溶剂的量以缩合剂能完全溶解为限，溶解含二硒键的二羧酸、N-羟基琥珀酰亚胺或含二硒键的二羧酸、硫代羟基琥珀酰亚胺的溶剂和溶解缩合剂的溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、丙酮中的至少一种， 

将含二硒键的二羧酸和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液或含二硒键的二羧酸和硫代羟基琥珀酰亚胺的混合溶液加入反应容器并将所述混合溶液的温度控制在0～25℃，在氮气保护和搅拌下将缩合剂溶液滴入含二硒键的二羧酸和N-羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中或含二硒键的二羧酸和硫代羟基琥珀酰亚胺的混合溶液中，缩合剂溶液滴加完毕后，在搅拌下于室温(室内自然温度)反应4h～48h生成活性中间体，经过滤除杂后，将滤液旋干即得到活性中间体； 

(2)配制寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺溶液 

将寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺用去离子水或蒸馏水溶解，去离子水或蒸馏水的 量以寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺能完全溶解为限，然后将寡聚乙烯亚胺水溶液或寡聚丙烯亚胺水溶液或精胺水溶液用酸调pH至4～10并冷冻干燥，继后用二甲基亚砜或二甲基甲酰胺将冷冻干燥所获寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺溶解，形成质量浓度5～30％的寡聚乙烯亚胺溶液或寡聚丙烯亚胺溶液或精胺溶液； 

(3)交联反应 

将步骤(1)制备的活性中间体用溶剂溶解形成溶液，所述溶剂的量以活性中间体能完全溶解为限，然后将活性中间体溶液和步骤(2)所配制的寡聚乙烯亚胺溶液或聚丙烯亚胺溶液或精胺溶液加入反应容器，活性中间体溶液与寡聚乙烯亚胺溶液或寡聚丙烯亚胺溶液或精胺溶液的量以混合液中活性中间体与寡聚乙烯亚胺或寡聚丙烯亚胺或精胺的摩尔比达到0.5～3.0∶1为限，继后用真空泵抽去溶解活性中间体的溶剂，再充入氮气在搅拌下于20～60℃反应6h～72h，反应时间届满后，经透析纯化、冷冻干燥得到胶状的环境响应基因载体材料，结构示意如下：