CN110183640A - 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途 - Google Patents

基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途 Download PDF

Info

Publication number
CN110183640A
CN110183640A CN201910384682.3A CN201910384682A CN110183640A CN 110183640 A CN110183640 A CN 110183640A CN 201910384682 A CN201910384682 A CN 201910384682A CN 110183640 A CN110183640 A CN 110183640A
Authority
CN
China
Prior art keywords
degradable polymer
opening polymerisation
polymer
dope
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910384682.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110183640B (zh
Inventor
卢忠林
刘旭英
刘名轩
马乐乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Normal University
Original Assignee
Beijing Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Normal University filed Critical Beijing Normal University
Priority to CN201910384682.3A priority Critical patent/CN110183640B/zh
Publication of CN110183640A publication Critical patent/CN110183640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110183640B publication Critical patent/CN110183640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/91—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G63/912—Polymers modified by chemical after-treatment derived from hydroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/87—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途。本发明公开的化合物主要由Michael反应、ROP反应、thio‑ene click反应制备，其结构也通过核磁和质谱确认。本发明的可降解聚合物通过凝胶电泳、动态光散射、SEM等测试手段证实其能凝聚DNA，且形成的纳米粒子直径均小于200nm。通过体外转染实验证明本发明的可降解聚合物与二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)形成的脂质体可以作为非病毒基因载体。

Description

基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与 用途
技术领域
本发明涉及非病毒基因载体，具体涉及一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途。
背景技术
基因治疗在遗传缺陷、癌症等疾病治疗方面是极富潜力的。它是将目的基因导入到患者体内病变细胞中，并使其进行表达。在基因治疗中因细胞膜含有很多带负电的糖蛋白、糖脂质等，以及细胞内含有核酸酶等，导致裸露的DNA很难在细胞内表达。因此，安全有效的基因载体的开发成为研究的重点。目前，非病毒基因载体相较于病毒载体得到了更多的重视。由于其不仅能克服病毒基因载体带来的免疫原性、制备和存储苛刻等问题，而且其成本较低，分子结构可调等优点。但非病毒基因载体也存在缺陷，基因转染效率低。
目前，非病毒类载体有很多种，包括阳离子化合物，阳离子脂质体，阳离子聚合物，功能纳米粒子，无机配合物以及量子点等。在阳离子聚合物中，由于聚酯的生物可降解性而被广泛研究。在大量的聚酯类非病毒基因载体中，已经有一些具有不错的转染效果。但是它们的转染效率与病毒型载体还相差甚远，且目前所报道的聚酯类载体结构单一，不利于修饰。因此，发展结构易修饰，转染效率高的聚酯类载体具有非常重要的研究意义。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，本发明所涉及到的化合物是以戊内酯衍生物为核心，将其开环聚合，并在其一端支链上接上正电单元[12]aneN3，形成可降解聚合物。这种聚合物可以溶解在水中，且能与辅助试剂(DOPE)、DNA形成纳米粒子。这种聚合物与DNA结合后，可以运载DNA进入细胞，实现基因转染。
本发明还有一个目的是提供基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物的制备方法以及该化合物的用途。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，所述可降解聚合物的结构式(I)如下：
式(I)中，R1为取代或未取代的大环多胺[12]aneN3基团，R2为含硫取代基，R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
优选的是，其中，R1为R2为含硫取代基，R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
优选的是，其中，R1为R2为R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
优选的是，其中，R1为R2为R3为m，n为大于等于10的正整数。
优选的是，其中，所述可降解聚合物由具有化学式(I-1)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝m＝10或者n＝20，m＝10。
优选的是，其中，所述可降解聚合物由具有化学式(I-2)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝20，m＝10。
优选的是，其中，所述可降解聚合物由具有化学式(I-3)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝20，m＝10，a为6或10。
本发明的目的还可以进一步由基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物的制备方法来实现，包括以下步骤：
1)通过Michael加成反应制备式(II)所示的戊内酯衍生物；
2)通过对式(II)进行开环聚合反应制备式(III)所示的聚合物；
3)式(III)通过与巯基修饰的[12]aneN3的Click反应制备得到基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物(I)；
本发明的目的还可以进一步由基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物在非病毒基因载体中的应用来实现。
本发明的目的还可以进一步由基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物对pH刺激响应中的应用。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明的可降解聚合物以戊内酯衍生物为核心，将其开环聚合，并在其一端支链上接上正电单元[12]aneN3，形成可修饰的可降解聚合物，可降解聚合物可以溶解在水中，且能与辅助试剂(DOPE)、DNA形成纳米粒子；
2、本发明的可降解聚合物可作为非病毒基因载体，其中实施例中给出的化合物B1a和B3b的转染效率接近，甚至在某些情况下超过了PEI 25k；
3、本发明的可降解聚合物对pH存在刺激响应，可以在生理环境下降解。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1由本发明的可降解聚合物/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；
其中，图1A为本发明实施例1中聚合物B1a/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图1B为本发明实施例1中聚合物B1b/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图1C为本发明实施例1中聚合物B2a/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图1D为本发明实施例1中聚合物B3a/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图1E为本发明实施例1中聚合物B3b/DOPE对pGL-3 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；
图2为本发明实施例1中聚合物B2a与不同比例DOPE形成的阳离子脂质体对pGL-3基因在HeLa细胞中的荧光素酶表达结果；
图3为由本发明的聚合物制备的阳离子脂质体对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；
其中，图3A为本发明实施例1中聚合物B1a/DOPE对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图3B为本发明实施例1中B1b/DOPE对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图3C为本发明实施例1中B2a/DOPE对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图3D为本发明实施例1中B3a/DOPE对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图3E为本发明实施例1中B3b/DOPE对pGL-3基因在HeLa，A549，HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；
图4为本发明实施例1中聚合物B1-B3/DOPE对pGL-3基因在10％FBS条件下细胞中的荧光素酶表达结果；
其中，图4A为本发明实施例1中聚合物B1-B3/DOPE对pGL-3基因在HeLa细胞中的荧光素酶表达结果；图4B为本发明实施例1中聚合物B1-B3/DOPE对pGL-3基因在A549细胞中的荧光素酶表达结果；图4C为本发明实施例1中聚合物B1-B3/DOPE对pGL-3基因在HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；
图5为本发明中不同浓度聚合物/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达图；
其中，图5A为本发明中不同浓度B1a/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达图；图5B为本发明中不同浓度B3b/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达图；图5C为本发明中不同浓度B1a/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达的流式细胞图；图5D为本发明中不同浓度B3b/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达的流式细胞图；
图6为本发明中在不同时间段细胞摄取B1-B3/DOPE凝聚FAM-DNA的共聚焦图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例1>
一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，所述化合物的结构式(I)如下：
式(I)中，R1为取代或未取代的大环多胺[12]aneN3基团，R2为含硫取代基，R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
其中，当可降解聚合物由具有化学式(I-1)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝m＝10的聚合物记为聚合物B1a；R1为R2为n＝20，m＝10记为聚合物B1b。
当可降解聚合物由具有化学式(I-2)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝20，m＝10的聚合物记为聚合物B2a。
当可降解聚合物由具有化学式(I-3)的化合物表示：
其中，当R1为R2为n＝20，m＝10，a＝6时记为聚合物B3a；当R1为R2为n＝20，m＝10，a＝10时记为聚合物B3b。
具体合成路线如下：
化合物1-1的合成步骤：向溶解有3.0g(16.5mmol)[12]aneN3前体的30.0mL乙腈溶液中加入10.0mL 1,3-二溴丙烷(98.5mmol)，搅拌回流过夜；待瓶中有大量白色固体出现时停止反应。将乙腈减压旋蒸除去，得到黄色固液混合物。向得到的黄色固液混合物中加入15.0mL乙醇和15.0mL氢溴酸，搅拌回流7-8小时；反应结束后，待反应温度降为室温，静置，反应溶液分层，收集水相，将下层有机相用水萃取3次，合并水层，采用乙醇减压旋蒸将大部分水除去，得到浅黄色或白色固体，将固体进行减压抽滤，用冷的乙醇洗涤两次后将白色固体放入真空干燥箱中50℃干燥过夜，得到白色固体8.0g，产率：90％。取上述白色固体7.2g(13.5mmol)，加入80.0mL四氢呋喃溶解，在冰水浴下向混合液中加入8.0g三乙胺(79.1mmol,6.0equiv.)与7.0g叔丁氧羰基酸(32.1mmol,2.4equiv.)，室温下反应过夜。停止反应，减压抽滤，将滤饼用四氢呋喃洗涤3次，合并有机相，浓缩后得到粗产物，柱层析分离提纯(乙酸乙酯:石油醚＝1:10)，得到亮黄色固体5.4g，产率82％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ3.34(t,J＝6.4Hz,2h,BrCH2(CH2)2-),3.33(dd,J＝11.3,6.0Hz,8H,Boc-N(CH2)2CH2(CH2)2N-Boc),2.54(t,J＝6.4Hz,2h,Br(CH2)2CH2-),2.41(t,J＝6.2Hz 4H,-N(CH2CH2)2),1.94(m,2h,BrCH2CH2CH2-),1.84(m,2h,Boc-NCH2CH2CH2N-Boc),1.81-1.75(m,4H,-NCH2CH2CH2CH2N-Boc),1.45(s,18H,2Boc).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ156.38,79.42,51.47,50.09,45.12,43.89,32.19,29.25,28.60,27.41,26.68.IR(KBr,cm-1):3120,2976,2928,2796,1688,1470,1407,1368,1248,1164,1056,981,865,768,694.ESI-MS(m/z)calcd.for C22h42BrN3O4[M+H]+:492.2,found:492.8.
化合物1-2的合成步骤：将化合物1-1(0.49g，1mmol，2equiv.)、KI(0.08g，0.5mmol，1equiv.)和硫脲(0.11g，1.5mmol，3equiv.)加到50mL双口瓶中，并加入10mL的乙醇，搅拌回流24h，旋干溶剂，然后再加入NaOH(0.06g，1.5mmol，3equiv.)溶液(1mL水)，继续搅拌回流1h。冷却，用稀盐酸调pH＝7，用DCM萃取，收集有机相，并合并，加入无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，柱层析分离提纯(DCM：MeOH＝20:1)得到无色液体0.23g，产率为50％。1H NMR(600MHz,CDCl3)δ3.32(d,J＝6.3Hz,8H),2.58–2.44(m,4H),2.41(m,4H),1.91–1.77(m,2h),1.76(m,4H),1.71(d,J＝6.5Hz,2h),1.44(s,18H).13C NMR(151MHz,CDCl3)：δ(ppm))156.50,79.50,77.57,77.35,77.14,51.90,50.25,45.28,44.03,30.48,28.73,22.86.ESI-MS:cald.For[C22h43N3O4S]445.66,found 446.3051.
化合物2-4，2-5，2-6，2-7和BnOH-C8的合成步骤参考文献：Org.Biomol.Chem.,2017,15,6567–6574；Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects 502(2016)114–120。
聚合物B1-1的合成：在手套箱内，将化合物2-4(0.584g，2mmol，20equiv.)、BnOH(7.6μL，0.1mmol，1.0equiv.)、DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)加入到10mL茄形瓶中，并加入0.5mL DCM，搅拌，反应48h，取样核磁检测，单体转化率达80％左右，然后将化合物2-7(0.224g，2mmol，20/10equiv.)，补加催化剂DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)，并补加100μL DCM，继续反应48h后取样核磁检测，转化率90％。从手套箱中取出反应瓶，用Et3N淬灭反应，旋干溶剂。用乙醇渗析(截留分子量3000)，将小分子量杂质除去。
聚合物B2-1的合成：在手套箱内，将化合物2-4(0.584g，2mmol，20equiv.)、BnOH-C8(36.4mg，0.1mmol，1.0equiv.)、DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)加入到10mL茄形瓶中，并加入0.5mL DCM，搅拌，反应48h，取样核磁检测，单体转化率达80％左右，然后将化合物2-7(0.224g，2mmol，20/10equiv.)，补加催化剂DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)，并补加100μL DCM，继续反应48h后取样核磁检测，转化率90％。从手套箱中取出反应瓶，用Et3N猝灭反应，旋干溶剂。用乙醇渗析(截留分子量3000)，将小分子量杂质除去
聚合物B3-1的合成：在手套箱内，将化合物2-5、化合物2-6(2mmol，20equiv.)、BnOH(7.6μL，0.1mmol，1.0equiv.)、DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)加入到10mL茄形瓶中，并加入0.5mL DCM，搅拌，反应48h，取样核磁检测，单体转化率达80％左右，然后将化合物2-7(0.224g，2mmol，20/10equiv.)，补加催化剂DPP(0.025g，0.1mmol，1.0equiv.)，并补加100μL DCM，继续反应48h后取样核磁检测，转化率80％。从手套箱中取出反应瓶，用Et3N猝灭反应，旋干溶剂。用乙醇渗析(截留分子量3000)，将小分子量杂质除去。
聚合物B1a，B1b的合成方法：将聚合物B1-1(0.019mmol)，化合物1-2(0.58mmol，3equiv.)，DMAP(0.095mmol，0.5equiv.)溶于0.5mL无水DCM，Ar气氛围，室温搅拌，紫外灯照射(λ＝365nm)4h，停止反应。从手套箱中取出，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。将得到的聚合物加入到10mL茄型瓶中，加入1.5mL三氟乙酸和2mL DCM，室温搅拌4h，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。
聚合物B2a的合成方法：将聚合物B2-1(0.019mmol)，化合物1-2(0.58mmol，3equiv.)，DMAP(0.095mmol，0.5equiv.)溶于0.5mL无水DCM，Ar气氛围，室温搅拌，紫外灯照射(λ＝365nm)4h，停止反应。从手套箱中取出，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。将得到的聚合物加入到10mL茄型瓶中，加入1.5mL三氟乙酸和2mL DCM，室温搅拌4h，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。
聚合物B3a，B3b的合成方法：将聚合物B3-1(0.019mmol)，化合物1-2(0.58mmol，3equiv.)，DMAP(0.095mmol，0.5equiv.)溶于0.5mL无水DCM，Ar气氛围，室温搅拌，紫外灯照射(λ＝365nm)4h，停止反应。从手套箱中取出，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。将得到的聚合物加入到10mL茄型瓶中，加入1.5mL三氟乙酸和2mL DCM，室温搅拌4h，旋干溶剂，用乙醇渗析(截留分子量8000-14000)，将小分子量杂质除去。
<实施例2>
分别配置不同浓度B1a/DOPE，B1b/DOPE，B2a/DOPE，B3a/DOPE和B3b/DOPE(1:2,摩尔比)的溶液，将其与pGL-3质粒DNA形成复合物，在37℃条件下孵育0.5h，然后将其加入到不同的凝胶孔内，进行DNA琼脂糖凝胶阻滞实验，得到不同浓度聚合物对DNA的凝聚情况。
图1A～1E分别为本发明聚合物B1a/DOPE，B1b/DOPE，B2a/DOPE，B3a/DOPE和B3b/DOPE的pGL-3DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验结果；从图1可以得出，本发明的基于戊内酯开环聚合形成的聚合物可以有效凝聚DNA形成纳米颗粒，可以作为非病毒基因载体。
<实施例3>
将聚合物B2a及其与DOPE形成1:0.5,1:1,1:2(摩尔比)的阳离子脂质体与PGL-3DNA在37℃条件下孵育30分钟后给药，加入培养好的HeLa细胞中，作用5h，吸出化合物，然后将细胞的培养液换成新鲜的含有10％FBS的DMEM培养液培养48h。除去培养基后，加入120μL的细胞裂解液，将细胞裂解，测定其发光强度以及蛋白含量，以PEI 25k为标样，每毫克蛋白的发光强度(RLU/mg protein)表示化合物B2a的转染效率。
图2是本发明化合物B2a以及其与DOPE形成的脂质体作为非病毒基因载体，在不同浓度，B2a/DOPE不同比例在HeLa细胞中的荧光素酶表达结果；以PEI 25k为参照。
图2中X轴为B2a以及其与DOPE不同比例，五组条形柱从左到右依次为：B2a，B2a/DOPE(1:0.5,摩尔比)，B2a/DOPE(1:1,摩尔比)，B2a/DOPE(1:2,摩尔比)以及PEI的荧光素酶表达量；在第一至第四组条形柱组中，由左到右依次表示B2a在浓度为10μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL和50μg/mL时的荧光素酶表达量；最后一个表示PEI 25k在和14μg/mL时的荧光素酶表达量
结果表明聚合物B2a与DOPE形成脂质体后可以有效的提高转染性能；其最佳比例为1/2，最佳浓度为40μg/mL，转染效率为PEI的30％。
<实施例4>
以实施例3中的方法，分别对B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体在A549，Hela和HepG2细胞中的转染效率进行了探究。以PEI 25k为标样，每毫克蛋白的发光强度(RLU/mg protein)表示聚合物B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体的转染效率。
图3A～3E分别为聚合物B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体在A549,Hela和HepG2中的荧光素酶表达结果；Y轴表示荧光素酶表达量；由图3可以得出结论，在不同细胞中其转染效果不同；B1a在A549和HeLa细胞系中转染效果要比PEI 25k高，而在HepG2细胞系中转染效率低于PEI。B3b在HeLa细胞系中转染效果较为突出，是PEI 25k的1.86倍，而在A549、HepG2细胞系中转染效果明显不好。B2a是转染效果最差的。
<实施例5>
以实例3中的方法，分别对B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体在10％FBS存在下A549,Hela和HepG2细胞中的转染效率进行了探究。以PEI 25k为标样，每毫克蛋白的发光强度(RLU/mg protein)表示聚合物B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体的转染效率。
图4A～4C分别为在A549,Hela和HepG2细胞中聚合物B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE为1/2所形成的阳离子脂质体在10％FBS条件下荧光素酶表达结果；Y轴表示荧光素酶表达量；由图4可以得出结论，五种化合物在三种细胞中所表现的抗血清能力不同。在HeLa细胞中B1a的转染效率提高到PEI 25k的2倍，但B3b与PEI 25k的转染效率相同。在HepG2细胞中，B1a和B3a的转染效率分别是PEI的1.9和1.5倍。而在A549细胞中B3a和B3b有很好的转染效率，其中，B3a的转染效率是PEI 25k的3.8倍。
<实施例6>
将不同浓度聚合物B1a和B3b与DOPE形成的脂质体与pEGFP孵育30分钟后，将其加入到HeLa细胞中进行培养，作用5h，然后将培养基吸去，加入含有10％FBS的完全培养基孵育24h；最后，吸出培养基并用PBS洗3～5次，用激光共聚焦扫描显微镜进行拍照；以商业转染试剂PEI 25k为对照组。
将不同浓度聚合物B1a和B3b与DOPE形成的脂质体与pEGFP孵育30分钟后，将其加入到HeLa细胞中进行培养，作用5h，然后将培养基吸去，加入含有10％FBS的完全培养基孵育24h；最后，吸出培养基并用PBS洗3～5次，用胰蛋白酶消化收集细胞，用细胞流式仪测定GFP的平均荧光强度；以商业转染试剂PEI 25k为对照组。
图5A和图5B分别为B1a/DOPE和B3b/DOPE绿色荧光蛋白实验，图5C和图5D分别为B1a/DOPE和B3b/DOPE细胞流式图。由实例6可以得出，B1a/DOPE和B3b/DOPE的转染效果均比PEI 25k好。
<实施例7>
将五种阳离子脂质体B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE与FAM-DNA孵育30分钟后，加入HeLa细胞中培养不同时间，吸出培养基，用PBS洗3-5次，通过激光共聚焦扫描显微镜进行拍照，观察细胞的跨膜情况。
图6是将阳离子脂质体B1a，B1b，B2a，B3a，B3b/DOPE凝聚FAM-DNA加入到HeLa细胞中，然后在不同时间段获取的细胞摄取图。由实施例7可以得出，0.5h五种聚合物都能携带FAM-DNA进入细胞，但所进入DNA的数量是不同的，B3b/DOPE携带DNA的量是最多的；2h时，B1a携带的FAM-DNA几乎全部进入细胞核，而其他四种化合物只有一小部分进入细胞核，在长达8h时仍有一部分未进入细胞核。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，所述可降解聚合物的结构式(I)如下：
式(I)中，R1为取代或未取代的大环多胺[12]aneN3基团，R2为含硫取代基，R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
2.如权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，其中，R1为R2为含硫取代基，R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
3.如权利要求2所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，其中，R1为R2为R3为取代或未取代的苯基，m，n为大于等于10的正整数。
4.如权利要求3所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，其中，R1为R2为R3为 m，n为大于等于10的正整数。
5.如权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，由具有化学式(I-1)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝m＝10或者n＝20，m＝10。
6.如权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，其中，由具有化学式(I-2)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝20，m＝10。
7.如权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物，其中，由具有化学式(I-3)的化合物表示：
其中，R1为R2为n＝20，m＝10，a为6或10。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物的方法，包括以下步骤：
1)通过Michael加成反应制备式(II)所示的戊内酯衍生物；
2)通过对式(II)进行开环聚合反应制备式(III)所示的聚合物；
3)式(III)通过与巯基修饰的[12]aneN3的Click反应制备得到基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物(I)；
9.权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物在非病毒基因载体中的应用。
10.权利要求1所述的基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物对pH刺激响应中的应用。
CN201910384682.3A 2019-05-09 2019-05-09 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途 Active CN110183640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910384682.3A CN110183640B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910384682.3A CN110183640B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110183640A true CN110183640A (zh) 2019-08-30
CN110183640B CN110183640B (zh) 2020-07-07

Family

ID=67715887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910384682.3A Active CN110183640B (zh) 2019-05-09 2019-05-09 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183640B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527072A (zh) * 2019-09-10 2019-12-03 北京师范大学 基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1528763A (zh) * 2003-10-14 2004-09-15 四川大学 双核大环多胺金属配合物及其用途
WO2015060362A1 (ja) * 2013-10-23 2015-04-30 味の素株式会社 ポリエステル又はポリアミドの製造方法
CN107022069A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 南京工业大学 一种利用仿生催化剂催化γ‑戊内酯开环聚合的方法
CN107118340A (zh) * 2017-04-12 2017-09-01 北京师范大学 基于δ ‑戊内酯的聚合物及其制备方法与应用
CN107312041A (zh) * 2016-04-26 2017-11-03 广东广山新材料股份有限公司 一种磷腈化合物、制备方法及用途
CN107308113A (zh) * 2017-05-23 2017-11-03 北京师范大学 基于四苯乙烯含大环多胺[12]aneN3的阳离子脂质、转基因载体及其制备方法
CN107987044A (zh) * 2017-12-19 2018-05-04 万华化学集团股份有限公司 一种用于制造δ-戊内酯的方法
EP3428216A1 (en) * 2017-07-11 2019-01-16 Henkel AG & Co. KGaA Method for producing functionalized polyesters

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1528763A (zh) * 2003-10-14 2004-09-15 四川大学 双核大环多胺金属配合物及其用途
WO2015060362A1 (ja) * 2013-10-23 2015-04-30 味の素株式会社 ポリエステル又はポリアミドの製造方法
CN107312041A (zh) * 2016-04-26 2017-11-03 广东广山新材料股份有限公司 一种磷腈化合物、制备方法及用途
CN107118340A (zh) * 2017-04-12 2017-09-01 北京师范大学 基于δ ‑戊内酯的聚合物及其制备方法与应用
CN107022069A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 南京工业大学 一种利用仿生催化剂催化γ‑戊内酯开环聚合的方法
CN107308113A (zh) * 2017-05-23 2017-11-03 北京师范大学 基于四苯乙烯含大环多胺[12]aneN3的阳离子脂质、转基因载体及其制备方法
EP3428216A1 (en) * 2017-07-11 2019-01-16 Henkel AG & Co. KGaA Method for producing functionalized polyesters
CN107987044A (zh) * 2017-12-19 2018-05-04 万华化学集团股份有限公司 一种用于制造δ-戊内酯的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEILU ZHANG，等: "Nanomicelle with long-term circulation and enhanced stability of camptothecin based on mPEGylated ˛,ˇ-poly (l-aspartic acid)-camptothecin conjugate", 《COLLOIDS AND SURFACE B：BIOINTERFACES》 *
周立宏，等: "大环多胺及其金属配合物与DNA的相互作用", 《化学进展》 *
郭治佛，等: "新型［12］aneN3衍生物的合成及对磷酸二酯的催化降解", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110527072A (zh) * 2019-09-10 2019-12-03 北京师范大学 基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途
CN110527072B (zh) * 2019-09-10 2020-08-11 北京师范大学 基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN110183640B (zh) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109369621B (zh) 基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物及其制备方法和用途
Wang et al. One-step purification of target enzymes using interaction-and structure-based design of aptamer-affinity responsive polymers: Selective immobilization and enhanced stability
US6180844B1 (en) Composition containing fluorescence-generating substrate
CN105694030B (zh) 一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶
CN110183640A (zh) 基于戊内酯衍生物开环聚合的可降解聚合物及其制备方法与用途
CN106083993B (zh) 双亲多肽树形大分子及其制备方法
CN108059619B (zh) 一种碱基乙酰胺甘油醚分子，其化学合成方法及其在基因治疗领域的应用
CN111249234A (zh) 一种糖基联合细胞穿透肽修饰的脑靶向纳米脂质体及其制备方法与应用
US8377652B2 (en) Production of long chain unbranched beta-poly(L-malic acid) by large scale Physarum cultivation and high-grade purification of the same
CN106554499A (zh) 一种含二硫键的聚（β-氨基酯）类聚合物基因载体及其合成方法和应用
WO2023179463A1 (zh) 阳离子脂质化合物及其制备方法和应用、以及mRNA递送系统
CN116554046B (zh) 一种可离子化脂质化合物及其脂质纳米颗粒
CN114907278A (zh) 一种基于酰腙大环的聚合物的制备方法
CN115093434B (zh) 一种藤黄酸纳米制剂及其制备方法
CN108219513B (zh) 一种羧基荧光素的制备方法
CN110527072B (zh) 基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途
CN113429460B (zh) 一种用于细胞膜成像的荧光探针及其制备方法和应用
CN110974806B (zh) 一种具有活性氧敏感性的两亲性纳米笼及其制备方法和应用
CN109651326B (zh) 一类共价键连接标记细胞的荧光探针和跟踪标记细胞的方法
CN110776498A (zh) 基于dedpp-2tpa的大环多胺化合物及其制备方法与用途
CN100587489C (zh) 荧光标记dna单壁碳纳米管示踪剂及制备方法和应用
CN110563698A (zh) 一种新型蛋白质交联剂及其制备方法
CN103214541A (zh) 含有天然胆固醇和赖氨酸类脂质阳离子有机功能分子及其脂质体、制备方法和应用
CN115403573B (zh) 一种泡沫细胞特异性识别探针及其合成方法
CN106883158B (zh) 生物可降解的氨基脂质类化合物及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant