多苯并咪唑金属配合物的合成及作为非病毒基因载体研究

发布时间：2020-07-09 17:42

【摘要】：基因治疗是将有治疗作用的基因导入患者体内的靶细胞来治疗疾病的一种治疗方法。基因治疗作为一种新的疾病治疗手段,受到人们越来越多的关注。基因治疗的关键问题是如何将有治疗作用的基因导入体内靶细胞,这也是目前有待研究者们去探索解决的问题。要解决这个问题,就需要设计出安全、高效并具有靶向性的基因载体。主要的基因载体有病毒型和非病毒型两种。目前,临床上应用较多的是病毒型基因载体,但很多病毒型基因载体都具有较大的毒性。非病毒型基因载体研究主要集中在阳离子聚合物、脂质体类及多肽类。虽然由于转染效率较低和缺乏靶向性,使得非病毒型基因载体在实际应用中受到一些限制,但随着研究者们不断地探索和努力,非病毒型基因载体的巨大潜力正在越来越多地被挖掘出来。我们合成的多苯并咪唑金属配合物在一定条件下能够诱导DNA发生凝聚,DNA凝聚体进入细胞后,在胞内具有较高的转染效率。本工作合成了两种多苯并咪唑1,1,4,7,7-五(2-苯并咪唑甲基)-二乙基三胺(DTPB)和N,N,N-三(2-苯并咪唑甲基)胺(NTB)。而后,采用DTPB和NTB及另外两种多苯并咪唑N,N,N',N'-四(2’-苯并咪唑甲基)-1,2-乙二胺(EDTB)和N,N,N',N'-四(2-苯并咪唑甲基)反式-环己烷邻苯二胺(CTB)为主配体,分别与两种钙金属盐及两种锰金属盐反应合成了4种钙配合物[Ca(EDTB)NO3]NO3·3CH3OH、[Ca(EDTB)Ac]Ac、[Ca(CTB)(NO3)]NO3、 [Ca(NTB)(NO3)2C2H5OH]·2CH3CH2OH和两种锰配合物[Mn(DTPB)Ac]Ac·8H2O、[Mn2(DTPB)(NO3)2H2O)2][Mn2(DTPB)(NO3)2·H2O·CH3OH](NO3)4.5CH3OH·H2O。我们利用红外光谱仪和紫外-可见分光光度计对所合成的配体和配合物进行了表征,并通过X-射线单晶衍射仪测定了这些配合物的晶体结构。同时,研究了它们诱导DNA凝聚的性质,并选择其中的4种钙配合物,研究了它们作为基因载体的功能。首先,我们采用紫外-可见分光光度计、粘度测定、直角光散射(RALS)、琼脂糖凝胶电泳和激光动态光散射(DLS)在溶液中测定了配合物和DNA的结合能力,分析了配合物浓度、DNA浓度和反应体系的pH值等反应条件对DNA凝聚的影响。结果表明：钙和锰配合物都能够凝聚DNA形成具有一定大小和形态并带有表面电荷的凝聚体。根据粘度实验结果再结合紫外-可见光谱,推测出配合物与DNA的作用方式为：配合物分子先是通过静电作用靠近并与DNA分子结合,当两者相距足够近时,配合物分子中的苯并咪唑基团就会插入到DNA分子的碱基对之间形成π…π相互作用,此时,配合物与DNA之间形成紧密的结合。配合物的DNA结合能力与配合物阳离子带有的正电荷数和苯并咪唑基团数有关。配合物凝聚DNA的最佳pH范围是7.0-8.0的近中性范围,在pH为7.4时,凝聚体粒径随配合物浓度增加、反应时间的延长而逐渐增大。应用透射电镜(TEM)测定了DNA凝聚体的形貌。结果发现随着配合物浓度的增大,DNA凝聚体先是由结构松散变为结构致密,然后又由结构致密的单个球状凝聚体进一步聚集成为大型树状凝聚体。KCl的存在,可以使原来颗粒较大的配合物-DNA凝聚体解聚成为颗粒较小的凝聚体。采用噻唑蓝(MTT)法测定了4种钙配合物与DNA所形成凝聚体的细胞毒性。结果表明,凝聚体的毒性小于配合物。在相同的实验条件下,钙配合物-DNA凝聚体的毒性不到铜配合物([Cu(NTB)(H2O)]2+)-DNA凝聚体的一半,比钴配合物([Co(NTB)Cl]+)-DNA凝聚体也低很多。同时,钙配合物-DNA凝聚体对正常细胞(COS-7细胞)的毒性低于对癌细胞(Hela细胞和Hep G2细胞)的毒性。在细胞跨膜实验中,在倒置荧光显微镜下观察到凝聚体进入到细胞内部。配合物与DNA摩尔比为1：2时,由于所形成的凝聚体粒径尺寸合适,所以细胞跨膜效率较高。荧光素酶和绿色荧光蛋白转染实验表明：配合物虽然能够介导外源基因在细胞内表达,但在同样实验条件下其转染效率比PEI低得多。当配合物与DNA摩尔比为1：2时,1,2-油酰基磷脂酰乙醇胺(1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphor ethanolamine, DOPE)辅助脂或一定浓度氯喹(N’,N’-二乙基-N4-(7-氯-4-喹啉基)-1,4-戊二胺二磷酸盐,chloroquine, CQ)的添加能够大大提高配合物的转染效率；无论是否添加DOPE或CQ,凝聚体在正常细胞内的转染效率均高于在癌细胞内的转染效率。
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R450;O641.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 花巍;刘学深;;改进打靶法求解Gross-Pitaevskii方程及三个凝聚体的干涉[J];计算物理;2011年06期

2 张蔚曦;王登龙;丁建文;;准二维凝聚体中暗孤子环的动力学演化[J];物理学报;2008年11期

3 杨晓飞;马启敏;江翠芸;;扩散限制凝聚过程的凝聚体分形特征研究[J];给水排水;2007年S1期

4 洪艺;我愿终生当一名称职的护士[J];护士进修杂志;1988年05期

5 李国栋;凝聚体物理学的新进展[J];科技导报;1988年03期

6 何章明;王登龙;;凝聚体中亮孤子和暗孤子的交替演化[J];物理学报;2007年06期

7 毕延莉;张宏伟;刘温霞;田鹏飞;彭涛;;水滑石-膨润土异凝聚体的形成及对石蜡乳化效果的初步研究[J];造纸科学与技术;2007年04期

8 高国良;钱昌吉;李洪;谷温静;黄晓虹;叶高翔;;无格点基底表面的杂质分布对分枝状凝聚体的影响[J];物理学报;2006年07期

9 韩殿君;分子玻色凝聚体初露曙光[J];物理;2000年09期

10 骆桂蓬;朱荣;韦钰;;凝聚体生长过程中的分形结构[J];科技导报;1992年12期

相关会议论文 前10条

1 张可烨;陈文洲;M.Bhattacharya;D.S.Goldbaum;P.Meystre;;光力学腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年

2 洪涛;王育竹;霍芸生;;强激发下的非均匀玻色爱因斯坦凝聚体中的复合准粒子[A];第八届全国量子光学学术报告会论文摘要选[C];1998年

3 张可烨;张卫平;;涡旋态分子玻色爱因斯坦凝聚体的退缔合动力学[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年

4 钱静;张卫平;;相干原子-分子分束器[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年

5 徐震;周蜀渝;屈求智;刘亮;周善钰;王育竹;;雪茄型紧束缚势阱中玻色凝聚体的直接观测[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

6 刘长林;;多苯并咪唑金属配合物—一类新型非病毒基因释放的载体[A];2015年中西部地区无机化学化工学术研讨会会议论文集[C];2015年

7 刘长林;;多苯并咪唑金属配合物——一类潜在的非病毒基因释放的载体[A];中国化学会第九届全国无机化学学术会议论文集——E生物无机化学[C];2015年

8 殷俊;刘梁;孟祥高;刘长林;;多苯并咪唑金属配合物——类新型非病毒基因载体[A];2011南湖学术论坛——生物无机化学专题研讨会论文摘要集[C];2011年

9 李淳玉;郑宇;孙雅泉;;可见光作用下有机催化合成2-取代苯并咪唑[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第九分会：有机化学[C];2016年

10 郑晓杏;王学丽;陈雅丽;;苯炔参与的苯并咪唑并吲哚嗪衍生物的合成研究[A];中国化学会全国第十一届有机合成化学学术研讨会论文集[C];2014年

相关重要报纸文章 前2条

1 安康学院 于咏梅;筑巢引得凤凰来[N];安康日报;2007年

2 安文;整治事故瞒报不可单拳出击[N];经理日报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 黄雪英;多苯并咪唑金属配合物的合成及作为非病毒基因载体研究[D];华中师范大学;2015年

2 李昂;海洋生物启发的仿生软物质材料的制备、表征及应用[D];华东理工大学;2019年

3 闫珂柱;玻色—爱因斯坦凝聚体形成的动力学和光学性质研究[D];上海大学;2000年

4 崇桂书;玻色-爱因斯坦凝聚体中的混沌与孤子[D];湖南师范大学;2004年

5 贾多杰;以广函数为基础的φ-映射拓扑场论及其应用[D];兰州大学;2001年

6 谢征微;光晶格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋动力学研究[D];华东师范大学;2007年

7 张可烨;玻色—爱因斯坦凝聚体的腔光力学[D];华东师范大学;2010年

8 冀慎统;玻色—爱因斯坦凝聚体中孤子和干涉的理论研究[D];吉林大学;2014年

9 何章明;单、双组分玻色—爱因斯坦凝聚体中的孤子动力学性质[D];湘潭大学;2012年

10 丁彩英;非自治耦合孤子对及其在玻色—爱因斯坦凝聚体中的应用研究[D];兰州大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 罗媛媛;多苯并咪唑钙配合物介导的基因释放[D];华中师范大学;2012年

2 赵延杰;多苯并咪唑锌配合物作为非病毒基因载体的研究[D];华中师范大学;2015年

3 胡思;多苯并咪唑金属钴配合物的合成及DNA凝聚性质、细胞转染研究[D];华中师范大学;2011年

4 李频;旋量凝聚体中自旋条纹的自发动力学[D];河南师范大学;2018年

5 杨广玉;~(87)Rb玻色爱因斯坦凝聚体中电磁诱导透明和电磁诱导吸收的实验研究[D];山西大学;2018年

6 王梦荻;热处理对沉积在离子液体表面银凝聚体的结构影响的研究[D];浙江大学;2014年

7 简闻天;旋量凝聚体的自旋动力学[D];河南师范大学;2015年

8 张冬霞;玻色—爱因斯坦凝聚体中的混沌[D];湖南科技大学;2011年

9 肖宇飞;玻色—爱因斯坦凝聚体中的宏观量子效应[D];湘潭大学;2005年

10 吴哲;自旋为2的凝聚体在时空依赖磁场中的拓扑霍尔效应[D];河南师范大学;2016年

本文编号：2747781