碳纳米管接枝可降解聚乙烯亚胺基因载体的制备与表征

发布时间：2020-05-12 10:04

【摘要】：基因治疗的出现使得彻底治愈遗传疾病成为了可能,因此越来越多的研究者们开始致力于基因治疗的研究。基因治疗的三大要素分别为:治疗基因、基因载体和靶细胞。目前应用于临床基因治疗基因载体绝大多数为病毒载体,虽然病毒载体有很高的转染效率,但存在较大的潜在安全问题。相对病毒载体而言,非病毒载体制备成本低、安全性好,但是其转染效率相对较低。因此制约基因治疗发展的主要因素之一便是缺乏安全高效的基因载体,研发一种高转染效率且低毒性的非病毒基因载体是十分有必要的。已知碳纳米管(CNT)的拥有较强的细胞穿透能力,这使得其在基因传递方面有很大的潜在利用价值。在众多的非病毒阳离子载体中,高分子量的聚乙烯亚胺(PEI)转染效率高,但其不可生物降解,细胞毒性大。低分子量的PEI虽然拥有较低的细胞毒性,但是其转染效率也很低。本文利用含可降解基团的交联剂交联低分子量的PEI,得到可降解的PEI衍生物,然后将其接枝到多壁碳纳米管上,最终得到可降解PEI功能化的碳纳米管,并对其进行结构表征及溶解性、降解性和pH缓冲性能测试,具体研究内容如下:第一章综述了基因治疗的原理和基因传递需要克服的屏障及发展现状,介绍了主要非病毒基因载体及其优缺点。第二章合成了含双硫键的交联剂双丙烯酰胱胺(CBA),然后用CBA将分子量为1800 Da的PEI交联成含双硫键可生物降解的高分子量的PEI衍生物(SS-PEI)。对碳纳米管(CNT)进行改性,得到含酰氯基的CNT。用酰化CNT对SS-PEI以不同的接枝比例进行接枝,得到三种不同接枝比例的双硫键交联PEI功能化碳纳米管(SS-PEI-CNT),对产物进行了FTIR、SEM、TGA等结构表征,并进一步分析了产物的水溶性、降解能力以及pH缓冲能力。实验结果表明各种不同接枝比例的功能化碳纳米管都具有良好的水溶性和一定的pH缓冲能力,并双硫键交联的PEI在二硫苏糖醇(DTT)溶液中可快速降解。第三章合成含酯键的交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA),然后用HDDA将分子量为1800 Da的PEI交联成大分子量的PEI衍生物(HDDA-PEI),并用酰化CNT对其接枝,制备出一系列不同交联密度及接枝比例的含酯键交联PEI功能化碳纳米管(HDDA-PEI-CNT)。对产物进行了FT-IR、SEM、TGA等结构表征,并进一步分析了产物的水溶性、降解能力以及pH缓冲能力。实验结果显示含酯键交联PEI功能化碳纳米管在水中有很好的溶解性,具有一定的pH缓冲能力,并且含酯键交联的PEI可以生物降解,有望用作新型高效低毒的非病毒基因载体。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R450;O632.63

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本文编号：2660047