基于甲基丙烯酸缩水甘油酯构建多功能基因载体和抗菌材料

发布时间：2017-06-07 17:09

  本文关键词：基于甲基丙烯酸缩水甘油酯构建多功能基因载体和抗菌材料，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基因治疗已经被广泛应用于如癌症、心血管疾病等众多研究领域。但是基因治疗过程中面对很多障碍和挑战,治疗效果直接取决于基因载体的性能。因此,多种类型的基因载体相继被报导。但是这些载体都并不完美,其转染效率低、毒性大、功能单一化且生物相容性差。近几年,结合蛋白质类的载体被证实能够有效的降低基因载体系统的毒性。另外,功能化的基因载体逐渐得到研究者的重视。在细菌感染方面,细菌的抗药性迫使人们不断寻求新型抗菌材料的研究。季铵盐类物质和银离子已经被证实都具有良好的抗菌活性,然而复合抗菌材料展现出更好的抗菌效果。另外,细菌可在表面附着并繁殖形成细菌膜,这一隐患延长了细菌感染的治疗周期并在很大程度上提高了感染者的死亡率。表面通过一些抗菌材料改性后具备了一定的抗菌和抗黏附的作用。常用的改性方法基本都是在表面接枝上聚合物链,其中季铵盐类聚合物在表面改性中是较常用的。但是,以往的表面改性过程较繁琐,抗菌效果也并不理想。本文的第一部分工作就是制备一种蛋白质基的功能化基因载体。通过p-环糊精(p-CD)接溴的引发剂(CD-Br),引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行典型的ATRP聚合,得到的星形聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CD-PGMA)并通过乙醇胺(EA)功能化得到CD-PGEA。然后,结合金刚烷修饰的牛血清蛋白(BSA-Ad)和Gd3+的特性,与CD-PGEA通过自组装功能和静电相互作用,制备出了一种具有高效核磁共振成像(MIRI)能力的新型多功能载体。本论文的第二部分工作是在PGMA的基础上,通过开环反应实现季铵盐组分的引入,并结合银离子组分,制备出了一系列银-季铵盐阳离子聚合物复合抗菌材料。这类复合抗菌材料对多种细菌都有很好的抑菌活性,且其最小抑菌浓度低至8μg/ml。另外,利用多巴胺在特定条件下在任意表面都可形成聚多巴胺(PDA)薄膜的性质,我们将部分含氨基的银-季铵盐阳离子聚合物复合抗菌材料涂在多巴胺修饰的玻璃片表面,制备了一种新型的抗菌表面并取得很好的抗黏附和抗菌效果。
【关键词】：基因载体 抗菌材料 甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) MRI 牛血清蛋白(BSA) 多巴胺
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R450;R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-32
• 1.1 基因治疗简介16
• 1.2 基因治疗面临的挑战16-17
• 1.3 基因治疗的障碍17-19
• 1.3.1 胞外障碍17-18
• 1.3.2 细胞内障碍18-19
• 1.4 几种常见的阳离子基因载体19-24
• 1.4.1 甲基丙烯酸缩水甘油酯类19-20
• 1.4.2 天然大分子衍生物20-21
• 1.4.3 可生物降解聚合物21-22
• 1.4.4 蛋白质基阳离子聚合物22-24
• 1.5 基因载体的功能化24-26
• 1.5.1 核磁共振成像24-25
• 1.5.2 光学成像技术25-26
• 1.6 抗菌材料简介26
• 1.7 几种常见的抗菌材料26-29
• 1.7.1 季铵盐抗菌聚合物26-27
• 1.7.2 复合抗菌材料27-28
• 1.7.3 抗菌涂料28-29
• 1.8 本课题的意义29-32
• 第二章 具有高造影能力的蛋白质基超分子阳离子载体32-58
• 2.1 引言32-33
• 2.2 实验部分33-39
• 2.2.1 实验原料和仪器33-35
• 2.2.2 合成蛋白质骨架材料(BSA-Ad)35
• 2.2.3 阳离子聚合物的制备(CD-PGEAs)35
• 2.2.4 PGEA@BSA-Ad/Gd~(3+)纳米颗粒的制备35-36
• 2.2.5 对照样PGEA@BSA/Gd~(3+)的制备36
• 2.2.6 聚合物的表征36
• 2.2.7 聚合物及其DNA复合物的表征36-37
• 2.2.8 毒性分析37
• 2.2.9 体外转染分析37-38
• 2.2.10 细胞内吞测试38
• 2.2.11 体外核磁共振成像研究38-39
• 2.2.12 体内实验39
• 2.3 结果与讨论39-57
• 2.3.1 聚合物的表征39-44
• 2.3.2 聚合物/DNA复合物的表征44-47
• 2.3.3 毒性分析47-49
• 2.3.4 体外转染效果分析49-51
• 2.3.5 细胞吞噬效率分析51-53
• 2.3.6 体外核磁造影能力分析53-56
• 2.3.7 动物实验分析56-57
• 2.4 本章小结57-58
• 第三章 基于甲基丙烯酸缩水甘油脂的多功能抗菌材料58-76
• 3.1 引言58-60
• 3.2 实验部分60-65
• 3.2.1 实验原料和仪器60
• 3.2.2 多羟基阳离子聚合物骨架材料的制备60-61
• 3.2.3 季铵盐阳离子聚合物的制备61-62
• 3.2.4 银-季铵盐阳离子聚合物的制备62
• 3.2.5 PGED-Ag对照材料的制备62
• 3.2.6 改性表面的制备62-63
• 3.2.7 聚合物的表征63
• 3.2.8 银离子含量及缓释性能表征63
• 3.2.9 改性表面的表征63
• 3.2.10 最小抑菌浓度(MIC)表征63-64
• 3.2.11 改性表面抗菌性能表征64-65
• 3.3 结果与讨论65-74
• 3.3.1 聚合物的表征分析65-67
• 3.3.2 银离子含量及缓释性能分析67-68
• 3.3.3 MIC分析68-69
• 3.3.4 改性表面的XPS分析69-70
• 3.3.5 表面抗菌效果分析70-74
• 3.4 本章小结74-76
• 第四章 全文总结76-78
• 参考文献78-86
• 致谢86-88
• 研究成果及发表的学术论文88-90
• 导师及作者简介90-91
• 附件91-92

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