CN109134855B - 一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物poeamam及其制备方法和应用 - Google Patents

一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物poeamam及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM及其制备方法和应用，所述的聚合物以两端双键的原酸酯单体，N‑氨乙基哌嗪，无水三氯甲烷为原料通过改变温度一步反应合成得到两种同分异构体，所述的两种同分异构体分别为线性聚(原酸酯‑酰胺‑胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯‑酰胺‑胺)的阳离子聚合物，本发明通过一步反应合成，其制备方法简单，通过改变温度得到两种同分异构体，并且无需复杂的纯化工序；引入酸敏感的原酸酯，可控制DNA释放，与传统的小分子化疗药物相比，利用本发明的载体制备的抗癌药物传递系统能显著延长药物的半衰期，靶向的在肿瘤部位富集，降低患者痛苦以及经济负担。

Description

一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM及其制备方 法和应用
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM及其制备方法和应用。
背景技术
现如今癌症作为威胁人类健康的主要疾病之一，其发病率及致死率不断升高。基因治疗开创了治疗各种疾病特别是遗传缺陷相关疾病和癌症的新途径，通常基因治疗需要将外源基因运输到细胞内，进而表达发挥治疗作用。由于这种基因药物在血液中很容易被各种酶降解掉，发展合适的基因载体实现基因的安全高效运输成为基因治疗临床应用的关键。相对于病毒和脂质体基因载体，聚合物阳离子载体能方便的通过静电相互作用与基因物质自组装成纳米复合物，具有安全性高、低免疫性、成本低、易工业化等优点因此而受到越来越多的关注。
在诸多阳离子聚合物载体中，超支化聚酰胺-胺是一类纳米级的聚合物分子，具有高度支化的球形结构，分子表面含有大量的伯胺基团，内部的分枝点含有大量的叔胺基，同时pH响应性基因载体被广泛研究。原酸酯键相比于其他酸敏感的化学键如缩醛、缩酮、乙烯基醚等具有更高的酸敏感性，可通过在超支化聚酰胺-胺中引入原酸酯键来调节DNA的释放速率，因此有望通过合理的设计得到一种pH响应性的超支化基因载体。
治疗癌症的手段主要包括手术切除、放疗、化疗。其中化疗的治疗方式具有多元化，适用广泛的特点。然而，在传统的抗肿瘤药物给药方式中，小分子药物往往具有代谢快，半衰期短，血药浓度低，无肿瘤靶向性等缺点，从而使得到达肿瘤部位的药物很少，因此需要多次给药来提高肿瘤部位的药物浓度，以达到治疗的效果。与传统的小分子化疗药物相比，纳米药物传递系统能显著延长药物的半衰期，靶向的在肿瘤部位富集，降低患者痛苦以及经济负担。
超支化聚合物独特的三维分子结构使其具有低黏度、高反应活性和良好的相溶性等优良性能，同时大量的末端基可以进一步功能化，这些独特的性质使得超支化聚合物成为一种优良的药物载体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：解决传统的小分子化疗药物代谢快，半衰期短，血药浓度低，无肿瘤靶向性等缺点。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM，所述的阳离子聚合物以两端双键的原酸酯单体，N-氨乙基哌嗪，无水三氯甲烷为原料通过改变温度一步反应合成得到两种同分异构体，所述的两种同分异构体分别为线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物。
所述的线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物的结构如化学式I所示：
Figure BDA0001739597340000021
在式I中线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.09×104g/mol-2.46×104g/mol。
所述的超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物的结构如化学式II所示
Figure BDA0001739597340000031
在式II中超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.53×104g/mol-3.01×104g/mol，其支化度DB值为0.5-0.7。
所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的制备方法，包括以下步骤：
(1)将两端双键的原酸酯单体，N-氨乙基哌嗪，无水三氯甲烷按摩尔比1∶1∶(0.02-0.5)加入到100mL的耐压瓶中，在氮气保护的条件下，分别于0-40℃和40-60℃的温度下搅拌反应2-5天；
(2)将步骤(1)所述的反应产物用截留分子量为3500透析袋在去离子水中透析24-72h后，冷冻干燥分别得到线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物；其中所述的去离子水是利用少量三乙胺调节到pH为8作为透析液。
本发明所述的阳离子聚合物是一种优良的基因或药物载体，可以用于制备抗肿瘤药物制剂。
进一步，所述的基因载体是载至少一种或多种不同的带负电荷的DNA、RNA类基因物质来制备基因复合物。
进一步，所述的药物载体是载至少一种或多种不同的去甲斑蝥素、布洛芬、顺铂、阿霉素、紫杉醇药物来制备药物复合物。
进一步，可通过下列方法制备所述阳离子聚合物为载体的基因复合物：
将合成的线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物分别溶于4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，配成4mg/mL的储备液1，将质粒DNA用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液稀释成0.1μg/μL的储备液2，按一定的质量比取50μL的储备液1加入到等体积的储备液2中，涡旋混合10s后，室温静置30min，通过正负电荷作用，分别得到了线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物负载DNA的复合物。
进一步，可通过下列方法制备所述阳离子聚合物为载体的药物复合物：
将超支化聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物，去甲斑蝥素，二甲基亚砜按质量比1∶(0.05-0.3)∶(0.5-5)加入到10mL的圆底反应瓶中，氮气保护下搅拌反应24-72h后，在去离子水中透析24-72h，冷冻干燥得到最终产物；其中所述的反应产物透析所用的透析袋其截留分子量为3500，去离子水经少量三乙胺调节pH为8作为透析液。
本发明技术有益效果：
1、与传统含原酸酯的聚合物的制备相比，本发明通过一步反应合成，其制备方法简单；通过改变温度得到两种同分异构体，并且无需复杂的纯化工序。
2、引入酸敏感的原酸酯，可控制DNA释放。
3、超支化聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物可作为理想药物载体和基因载体，与传统的小分子化疗药物相比，利用本发明的载体制备的抗癌药物传递系统能显著延长药物的半衰期，靶向的在肿瘤部位富集，降低患者痛苦以及经济负担。
附图说明
图1是本发明实施例中线性聚合物LPOEAMAM的1HNMR。
图2a是本发明实施例中超支化聚合物HPOEAMAM的1HNMR图。
图2b是本发明实施例中超支化聚合物HPOEAMAM的13CNMR图。
图3是本发明实施例中HPOEAMAM的透射电镜观察的形貌图。
图4是本发明实施例中HPOEAMAM和LPOEAMAM的质子缓冲能力的测定结果。
图5a是本发明实施例中LPOEAMAM/DNA复合物琼脂糖凝胶电泳阻滞实验结果。
图5b是本发明实施例中HPOEAMAM/DNA复合物琼脂糖凝胶电泳阻滞实验结果。
图6a是本发明实施例中POEAMAM/DNA复合物的平均粒径结果。
图6b是本发明实施例中POEAMAM/DNA复合物的电位结果。
图7a是本发明实施例中LPOEAMAM/DNA复合物肝素钠置换实验结果。
图7b是本发明实施例中HPOEAMAM/DNA复合物肝素钠置换实验结果。
图8是本发明实施例中BSA蛋白吸附实验结果。
图9a是本发明实施例中LPOEAMAM/DNA复合物的DNA的定量释放结果。
图9b是本发明实施例中HPOEAMAM/DNA复合物的DNA的定量释放结果。
图9c是本发明实施例中LPOEAMAM/DNA复合物的DNA定性琼脂糖电泳表征。
图9d本发明实施例中HPOEAMAM/DNA复合物的DNA定性琼脂糖电泳表征。
图10是本发明实施例中聚合物的细胞毒性检测的结果。
图11a是本发明实施例中细胞转染的定性检测结果。
图11b是本发明实施例中细胞转染的定量检测结果。
图12是本发明实施例中三维细胞球转染的结果。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
为描述方便，本实施例中及说明书附图中出现的HPOEAMAM指超支化聚(原酸酯-酰胺-胺)阳离子聚合物；LPOEAMAM指线性聚(原酸酯-酰胺-胺)阳离子聚合物；POEAMAM指聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物。
实施例1
两端双键原酸酯单体N′,N-{2-[2-甲氧基-[1,3]二氧戊环-4-亚甲基氧)]-乙基}-2-丙烯酰胺(OEAM)的合成方法为：
(1)在氮气的保护下，在500mL三口瓶内加入二甘油10g(0.06mol)，原甲酸三甲酯51g(0.480mol)，催化剂对甲苯磺酸p-TSA 205mg以及乙腈150mL，常温搅拌反应12h，减压蒸馏除去乙腈，用乙酸乙酯溶解后用饱和碳酸钠溶液洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥，抽滤浓缩后得到13.3g无色油状液体产物(1)，产率达到88.3％；
(2)在50mL反应瓶中加入步骤(1)所述产物(1)8.0g(32mmol)，三氟乙酰胺11.04g(70.2mmol)，双-(1-吡啶)亚丁基双对甲苯磺酸盐Py-PTSA 160mg加热130℃反应8h，冷却至室温后用乙酸乙酯溶解，用饱和的碳酸氢钠洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤浓缩得到产物(2)；
(3)称取步骤(2)所得产物(2)12g(23.9mmol)用80mL四氢呋喃溶解，加入氢氧化钠溶液(3mol/L，80mL)搅拌反应过夜，先减压蒸馏除去四氢呋喃，后用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，过滤浓缩得到黄色油状产物(3)；
(4)称取步骤(3)所得产物(3)3.08g(0.01mol)溶于二氯甲烷(10mL)中并加入三乙胺6.07g(0.06mol)在冰盐浴下搅拌30min，得混合物a；将溶于二氯甲烷(5mL)中的丙烯酸酐2.71g(0.03mol)缓慢滴加到上述混合物a中，在氮气条件下搅拌8小时，通过旋转蒸发除去溶剂，并将产物溶于乙酸乙酯200mL中，用10％K2CO3溶液和饱和NaCl溶液萃取，再用MgSO4干燥有机相，最后用乙醚沉降得到8.94g OEAM，为淡黄色油状物，产率为55.98％。
实施例2
一种线性聚(原酸酯-酰胺-胺)阳离子聚合物载体LPOEAMAM的制备方法为：
(1)将两端双键的原酸酯单体OEAM(0.624g，1.5mmol)溶于无水三氯甲烷(3mL)，然后加入(0.194g，1.5mmol)N-氨乙基哌嗪，在氮气保护条件下，在25℃的温度下在耐压瓶中搅拌反应3天；
(2)将步骤(1)所述的反应产物用截留分子量为3500透析袋在去离子水中透析24h后，冷冻干燥得到产物LPOEAMAM；所述的去离子水是利用少量三乙胺调节到pH为8作为透析液。
所述产物LPOEAMAM，核磁图谱结果如图1，1HNMR中每个峰均可找到对应的归属，结果证实线性的LPOEAMAM已经被成功合成出来。
所述的线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物LPOEAMAM的结构如化学式I所示：
Figure BDA0001739597340000081
在式I中线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.09×104g/mol-2.46×104g/mol。
一种超支化聚(原酸酯-酰胺-胺)阳离子聚合物载体HPOEAMAM的制备方法为：
(1)将两端双键的原酸酯单体OEAM(0.832g，2mmol)溶于无水三氯甲烷(5mL)，然后加入(0.258g，2mmol)N-氨乙基哌嗪，在氮气保护条件下，在50℃的温度下在耐压瓶中搅拌反应3天；
(2)将步骤(1)所述的反应产物用截留分子量为3500透析袋在去离子水中透析24h后，冷冻干燥得到产物HPOEAMAM；所述的去离子水是利用少量三乙胺调节到pH为8作为透析液。
所述产物HPOEAMAM，核磁图谱结果如图2，在图2a中所有质子信号标注出，可由其1H NMR谱所证实，二级胺参与反应。在其碳谱图上，可以观察到两种临近三级胺的亚甲基碳信号(J和K)，δ＝45.9ppm。与原位生成二级胺相邻的亚甲基信号，δ＝44.9ppm已经消失。这些结果证实了超支化HPOEAMAM已经被成功合成出来。
所述的超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物HPOEAMAM的结构如化学式II所示
Figure BDA0001739597340000091
在式II中超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.53×104g/mol-3.01×104g/mol，其支化度DB值为0.5-0.7。
实施例3
超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物HPOEAMAM的形貌
将所述聚合物HPOEAMAM用水溶解成2mg/mL，通过透射电镜检测纳米载体的形貌，结果如图3，由图3可知该聚合物粒子大小均一，形态规整。
实施例4
釆用酸碱滴定法分析评价聚合物的质子缓冲容量大小。分别称取6mg的样品(25kDa聚醚酰亚胺PEI、HPOEAMAM、LPOEAMAM)溶解于30mL的150mmol/L氯化钠水溶液中。用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH至10以上，充分搅拌下加入0.1mol/L的盐酸溶液，并用pH计测定溶液的pH值，结果如图4，可知，HPOEAMAM具有良好的质子缓冲能力。
实施例5
聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物POEAMAM，可作为基因以及药物的载体；所述POEAMAM载体包裹负载的基因选自带负电荷的DNA、RNA类基因物质的一种或多种；所述POEAMAM载体键合的药物选自去甲斑蝥素、布洛芬、顺铂、阿霉素、紫杉醇的一种或多种。
一种含有聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物载体POEAMAM的药物复合物的制备方法，包括以下步骤：将HPOEAMAM，去甲斑蝥素，二甲基亚砜按质量比1∶(0.05-0.3)∶(0.5-5)加入到10mL的圆底反应瓶中，氮气保护下搅拌反应24-72h后，在去离子水中透析24-72h，冷冻干燥得到最终产物；其中所述的反应产物透析所用的透析袋其截留分子量为3500，去离子水经少量三乙胺调节pH为8作为透析液。
一种含有聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物载体POEAMAM的基因复合物POEAMAM/DNA的制备方法，
将合成的LPOEAMAM和HPOEAMAM分别溶于4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，配成4mg/mL的储备液1，将质粒DNA用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液稀释成0.1μg/μL的储备液2，按一定的质量比取50μL的储备液1加入到等体积的储备液2中，涡旋混合10s后，室温静置30min，通过正负电荷作用，分别得到了LPOEAMAM/DNA复合物和HPOEAMAM/DNA复合物。
琼脂糖凝胶电泳阻滞实验
制备不同质量比(1/8-32/1)的LPOEAMAM/DNA和HPOEAMAM/DNA复合物溶液，分别吸取8μL复合物溶液与2μL的6×Loading Buffer混合，点样到含有Goldview核酸染料的1.0％琼脂糖凝胶中，开启电泳仪，在100V电压下电泳40min，取出凝胶置于凝胶成像系统仪，观察拍照并记录实验结果，结果如图5，当LPOEAMAM/DNA和HPOEAMAM/DNA复合物的质量比分别为8和4时，质粒DNA完全被阻滞在加样孔中。结果表明，LPOEAMAM/DNA和HPOEAMAM/DNA复合物的质量比分别大于8和4时，能高效地结合并压缩质粒DNA。
实施例6
粒径和Zeta电位
POEAMAM/DNA复合物粒径和Zeta电位均采用Malvern ZetasizerNanoZS90仪器测定，制备不同质量比(1/8-32/1)的POEAMAM/DNA复合物溶液至终体积为100μL，然后每个复合物样品补加900μL的20mmol/L的4-羟乙基哌嗪乙磺酸HEPES溶液使总体积为1mL，混合均匀后，分别进行动态光散射和Zeta电位的测量。测量参数设定为：激光6mW；入射波长633nm；散射角θ＝90°；温度25℃。设定测量次数为3次，并取平均值，结果如图6，结果表明，LPOEAMAM/DNA和HPOEAMAM/DNA复合物的质量比分别大于8和4时，复合物颗粒达到稳定饱和状态，粒径不再变化。
实施例7
肝素置换实验如下：
通过肝素置换实验检测聚阳离子POEAMAM/DNA复合物在聚阴离子条件下的稳定性，并以25KDa bPEI作为对照。用20mmol/L的HEPES溶液将浓度为6.25IU/μL的肝素溶液稀释成不同浓度(6.25IU/μL、0.50IU/μL、0.45IU/μL、0.40IU/μL、0.35IU/μL、0.30IU/μL、0.25IU/μL、0.20IU/μL、0.15IU/μL、0.10IU/μL、0.05IU/μL)，置于4℃冰箱中保存，待用。
制备质量比为8的POEAMAM/DNA和25KDa bPEI/DNA复合物溶液100μL，然后向其中分别加入10μL上述不同浓度的肝素溶液，混匀，静置大约30min，然后进行琼脂糖凝胶电泳阻滞实验，观察拍照并记录结果，结果如图7，POEAMAM与DNA形成的复合物在聚阴离子条件下仍稳定。且HPOEAMAM/DNA复合物的稳定性优于LPOEAMAM/DNA复合物。
实施例8
BSA蛋白吸附实验:
用20mmol/的HEPES溶液分别配制浓度为2mg/mL的BSA溶液、1mg/mL的25KDa bPEI、HPOEAMAM和LPOEAMAM的聚合物溶液，然后分别加入1mL的BSA溶液混合均匀，37℃轻轻振荡30min。以10000r/min离心大约10min，小心地收集上层悬液，采用BCA蛋白检测试剂盒测定上层悬液中的BSA蛋白浓度，结果如图8，说明POEAMAM抑制蛋白吸附的能力强于PEI，即血清稳定性优于PEI(聚醚酰亚胺)。
实施例9
DNA的释放：
制备质量比为16的HPOEAMAM/DNA和LPOEAMAM/DNA复合物溶液至终体积为100μL，然后取100μL不同pH(7.4，6.5，5.5)0.1mol/L的缓冲溶液加入上述的复合物溶液中混匀，于不同的时间点(6h，12h，24h，48h)进行琼脂糖凝胶电泳阻滞实验，观察拍照并记录DNA条带的释放，结果如图9，复合物能很好的释放DNA，HPOEAMAM/DNA复合物酸敏感更强，能释放出更多的DNA。
实施例10
聚合物的细胞毒性检测
将SH-SY5Y(人神经母瘤细胞)以每孔10000个细胞接种到96孔板，每孔体积200μL，置于细胞培养箱内37℃、5％CO2条件下培养，使细胞贴壁生长。24h后去除培养基，加入180μL的新鲜培养基，20μl的HPOEAMAM和LPOEAMAM(浓度梯度为5、10、25、50、100、500、1000μg/mL)，共培养24h后，加入20μl MTT(5mg/mL)共培养4h后，去除培养基，加入150μl的DMSO，震荡10min后，在570nm波长下检测，测定每孔的吸光值(OD值)，结果如图10，LPOEAMAM和HPOEAMAM的细胞存活率都达到了90％以上。而且HPOEAMAM的细胞存活率稍大于LPOEAMAM。以上结果表明LPOEAMAM和HPOEAMAM均为生物相容性好的聚阳离子载体。
实施例11
细胞转染的定性和定量检测
将SH-SY5Y(人神经母瘤细胞)以每孔6×104个细胞接种到12孔板，置于培养箱在37℃、5％CO2的条件下培养24h。吸掉旧培养基，PBS润洗2次，对于无血清条件转染实验，每孔加入150μL无血清的培养基；对于含10％血清条件转染实验，每孔加入150μL含10％FBS的培养基，再加入复合物40μL的HPOEAMAM和LPOEAMAM(质量比8∶1，16∶1，32∶1)和bPEI(N/P为10)，培养4h。吸掉旧培养基，用PBS润洗2次，加入含10％FBS的DMEM培养基，继续培养44h。定性实验：将24孔板置于倒置荧光显微镜下观察增强型绿色荧光蛋白的表达并拍照记录。定量实验：吸掉旧培养基，用PBS润洗2次，每孔加入100μL 0.25％胰酶消化细胞数分钟，然后每孔加入900μL培养基，轻轻吹打孔内细胞，收集细胞悬液于5mL离心管中，1000r/min离心5min，吸掉上清液，每管加入800μL的PBS溶液，用移液枪轻轻将细胞团块吹打成单细胞悬液，然后在Leica DMI3000B流式细胞仪上测定每10000个细胞中发绿色荧光细胞的百分数，然后用FlowJo软件处理得到复合物的转染效率，结果如图11，HPOEAMAM和LPOEAMAM具有良好的转染效率。
实施例12
3-D细胞球转染
将养成直径约为200-300μm的多细胞球体，然后将其2mL的培养基随机分配到5mL的EP管中，每支EP管大约有8-10个多细胞球。再将40μL的不同浓度的POEAMAM加入到EP管中，分别在共培养4，8，12，24和48h后，通过激光共聚焦观察其转染情况。结果如图12所示，HPOEAMAM和LPOEAMAM具有良好的转染效率。

Claims (9)

1.一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM，其特征在于，所述的阳离子聚合物以N′,N-{2-[2-甲氧基-[1,3]二氧戊环-4-亚甲基氧)]-乙基}-2-丙烯酰胺，N-氨乙基哌嗪，无水三氯甲烷为原料通过改变温度一步反应合成得到两种同分异构体，所述的两种同分异构体分别为线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM，其特征在于，所述的线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物的结构如化学式I所示：
Figure FDA0002843165870000011
在式I中线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.09×104g/mol-2.46×104g/mol。
3.根据权利要求1所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM，其特征在于，所述的超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物的结构如化学式II所示
Figure FDA0002843165870000012
在式II中超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物其分子量为1.53×104g/mol-3.01×104g/mol，其支化度DB值为0.5-0.7。
4.根据权利要求1所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将两端双键的原酸酯单体，N-氨乙基哌嗪，无水三氯甲烷按摩尔比1∶1∶(0.02-0.5)加入到100mL的耐压瓶中，在氮气保护的条件下，分别于0-40℃和40-60℃的温度下搅拌反应2-5天；
(2)将步骤(1)所述的反应产物用截留分子量为3500透析袋在去离子水中透析24-72h后，冷冻干燥分别得到线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物；其中所述的去离子水是利用少量三乙胺调节到pH为8作为透析液。
5.根据权利要求1所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的应用，其特征在于，在制备基因或药物载体在医药中的应用。
6.根据权利要求5所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的应用，其特征在于，所述的基因载体是载至少一种或多种不同的带负电荷的DNA、RNA类基因物质来制备基因复合物。
7.根据权利要求5所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的应用，其特征在于，所述的药物载体是载至少一种或多种不同的去甲斑蝥素、布洛芬、顺铂、阿霉素、紫杉醇药物来制备药物复合物。
8.根据权利要求6所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的应用，其特征在于，可通过下列方法制备所述阳离子聚合物为载体的基因复合物：
将合成的线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物分别溶于4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中，配成4mg/mL的储备液1，将质粒DNA用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液稀释成0.1μg/μL的储备液2，按一定的质量比取50μL的储备液1加入到等体积的储备液2中，涡旋混合10s后，室温静置30min，通过正负电荷作用，分别得到了线性聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物和超支化的聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物负载DNA的复合物。
9.根据权利要求7所述的一种酸敏感的聚酰胺胺的阳离子聚合物POEAMAM的应用，其特征在于，可通过下列方法制备所述阳离子聚合物为载体的药物复合物：
将超支化聚(原酸酯-酰胺-胺)的阳离子聚合物，去甲斑蝥素，二甲基亚砜按质量比1∶(0.05-0.3)∶(0.5-5)加入到10mL的圆底反应瓶中，氮气保护下搅拌反应24-72h后，在去离子水中透析24-72h，冷冻干燥得到最终产物；其中所述的反应产物透析所用的透析袋其截留分子量为3500，去离子水经少量三乙胺调节pH为8作为透析液。
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CN103110954B (zh) * 2013-01-31 2015-02-18 北京大学 胆固醇修饰的生物可降解聚阳离子载体及制备方法和用途
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