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在基因治疗中,基因载体是核心技术。常用基因载体的类型有病毒载体和非病毒载体。与病毒型载体相比,非病毒型载体由于具有较好的目标靶向性和生物相容性,近年来吸引人们越来越多的关注,成为研究的热点。本论文合成了四种钙配合物,并系统研究了其作为非病毒型基因载体在体外和细胞内的生物性质。在合成部分,以含多苯并咪唑环的N,N,N’,N’-四(2’-苯并咪唑甲基)-1,2-乙二胺(edtb)；N,N,N-三(2-苯并咪唑甲基)-胺(ntb)；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,将其分别与两种金属钙盐Ca(N03)2·4H2O,Ca(Ac)2·H20反应,得到四种钙配合物,并用X-射线单晶衍射和元素分析对其结构进行表征。在生物性质研究部分,本论文首先通过紫外-可见分光光谱、直角光散射(RALS)、激光动态光散射(DLS)在体外检测配合物和DNA的结合能力,以及DNA浓度、配合物浓度、反应时间对DNA凝聚的影响。研究结果表明,在pH7.4,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。在配合物与DNA不同浓度比时,通过透射电镜(TEM)测定DNA凝聚体形貌,发现DNA凝聚体由结构松散的凝聚体被包裹压缩成致密有序的凝聚体,又由致密的单个凝聚体组装成大型环状、树状凝聚体。其次,在细胞实验中,我们用MTT法测定Cu2+、Co2+、Ca2十三种金属配合物与DNA所形成凝聚体的细胞毒性,并比较了凝聚体对癌细胞(HeLa细胞)和正常细胞(COS7细胞)的毒性。研究结果显示,相对于Cu2+、Co2+金属配合物,Ca2+配合物的毒性显著降低,且对正常细胞的毒性低于对癌细胞的毒性。通过细胞跨膜实验,在倒置荧光显微镜下可以观察到凝聚体进入细胞内。此外,由绿色荧光蛋白转染实验和荧光素酶转染实验发现,配合物能够将报告基因转运至细胞内进行表达,但表达效率不高。当在配合物/DNA浓度比为2：1条件下,DOPE辅助脂和氯喹(CQ)的加入能够大大提高配合物的转染效率,对正常细胞转染效率高于癌细胞。