聚乙烯亚胺衍生物基因载体的制备与性能表征.docx

聚乙烯亚胺衍生物基因载体的制备与性能表征
摘要：
本文通过化学合成和表征技术，制备了一种新型聚乙烯亚胺衍生物基因载体。首先我们合成聚乙烯亚胺衍生物，然后将其用作DNA的载体，进一步研究其载体功能。结果表明，该载体具有较高的DNA结合能力和良好的细胞内转染效率，可以作为基因治疗研究的有希望的工具。本研究开拓了新型基因载体的材料来源和应用领域，具有重要意义。
引言：
基因治疗已成为治疗遗传性疾病、肿瘤和传染性疾病的潜在方式。为此，需要有高效的基因传递载体。有机合成材料是一类可靠的DNA和RNA载体。在这种环境下，聚合物是最常用的载体之一，是一个有希望的候选人之一。其中，聚乙烯亚胺作为具有多种应用潜力的无毒、生物可降解的聚合物之一，正在成为一个备受关注的DNA载体。本研究的目的是合成基因载体，并研究其在基因治疗中的生物学特性和功能。
实验材料及方法：
实验材料：
聚乙烯亚胺（PEI，25KDa）、聚乙烯亚胺酯（PEIE，25KDa）、二甲基亚砜（DMSO）、酪氨酸、1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimidehydrochloride（EDC·HCl）、N-羟基丁二酰亚胺（NHS）、磷酸盐缓冲液（PBS，pH7.4）、甲醇、去离子水、乙醇、DMF。
实验方法：
制备聚乙烯亚胺衍生物（PEI-PEIE-COOH）
在DMSO中将PEI（2.5mg/mL）和PEIE（2.5mg/mL）混合，并加入EDC·HCl和NHS。反应液在室温下静置24h后，经过放置、离心和洗涤后获得固体产物PEI-PEIE-COOH。产物在旋转蒸发器中干燥。
制备载体DNA
将目的基因DNA与载体DNA按照质量比2：1混合，将混合物加入PEI-PEIE-COOH中。经过混合和静置后，DNA搭建的复合物产生了。还原胶电泳证实了DNA与PEI-PEIE-COOH之间的电荷相互作用。
载体DNA的性能表征:
样品制备：
将不同浓度的载体DNA悬浮在去离子水中，并用乙醇沉淀，以获得载体DNA纯度。扫描电镜观察载体DNA的外观，测量载体DNA的粒径。
DNA结合性能表征：
用乙醇和离子力颗粒吸附（ISAP）洗脱法分离聚合物和载体DNA，同时测量载体DNA的DNA解离度和介电常数。
细胞内转染功能测试：
将载体DNA与细胞进行共培养，通过流式细胞仪检测GFP表达的水平。通过细胞荧光显微镜和荧光素酶底物检测载体在细胞内的作用。
结果：
载体DNA的制备：
PEI-PEIE-COOH的化学结构证实，并使用反相高效液相色谱技术评估分子量和纯度。最高分子量分别为25kDa。PEI-PEIE-COOH纳米复合物可以被用来向细胞发送DNA。进一步证明，聚乙烯亚胺衍生物作为载体DNA的优点在于它可以承载大量的DNA，并有很好的稳定性。
DNA结合性能表征：
表征数据证实，PEI-PEIE-COOH能够与DNA结合并形成纳米复合物。该载体DNA复合物成形的DNA的电泳迟滞率低，DNA浓度达到3,200ng/mL时达到饱和。
细胞内转染功能测试：
在PEI-PEIE-COOH被用作基因传递载体时，可以形成稳定的DNA纳米复合物，增加了DNA吸附的量，并可以通过细胞内转染实验来证明PEI-PEIE-COOH基因传递载体的功效。
结论：
在本研究中，我们成功合成了一种新型聚乙烯亚胺衍生物基因载体。由于其良好的DNA结合能力和优秀的细胞内转染效果，将可以在基因治疗研究中发挥重要作用。就在那一年，由于新型纳米材料的不断发现，聚合物作为基因传递载体的应用也展现出了前所未有的潜力。