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本论文主要的研究内容包括两个部分:第一部分通过热缩聚合和氧阴离子聚合及利用层层组装技术构建一种聚阳离子型的基因载体；第二部分研究聚天冬氨酸的衍生物与环糊精的相互作用,并研究其自组装行为。
第一部分聚阳离子与聚阴离子通过层层自组装技术构建聚阳离子型的基因载体
(1)通过热缩聚合的方法合成聚琥珀酰亚胺(PSI),并利用端基含氨基的聚乙二醇(PEG-NH2)对PSI的部分五元环进行开环,获得接枝共聚物PSI-g-PEG。再在碱性条件下对PSI-g-PEG共聚物中PSI链段中剩余的五元坏进行水解开环,获得聚天冬氨酸接枝的聚乙二醇共聚物(PASP-g-PEG),即聚阴离子电解质。1H NMR、FT-IR和GPC的测试结果证实了上述聚合物的化学结构和分子量。聚阳离子电解质的合成是利用氧阴离子聚合原理,采用胆固醇(Cholesterol)与KH反应生成的氧阴离子作为引发剂体系,单体为甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯(DMAEMA),成功合成结构明确的功能性聚合物Chol-PDMAEMA。GPC测试获得聚合物的分子量及分子量分布。结果表明,所得聚合物的分子量分布较窄,聚合物分子量的实验值与理论值比较吻合。
(2)设计构建一种聚阳离子型的基因载体模型。该模型以Chol-PDMAEMA为聚阳离子,以具有生物降解性、相容性的PASP-g-PEG为聚阴离子,具体步骤分为以下两步:(i)将DNA与聚阳离子Chol-PDMAEMA30复合,形成表面带正电荷的Chol-PDMAEMA30／DNA复合物；(ⅱ)为了克服复合物表面带正电荷所引起的非特异性清除及降低载体的细胞毒性,使用具有生物相容性的PASP-g-PEG为聚阴离子,通过静电力作用包裹Chol-PDMAEMA30／DNA复合物,屏蔽表面的正电荷,获得PASP-g-PEG／Chol-PDMAEMA30／DNA复合物。通过对每一步复合过程的Zeta电位、粒径与透射电镜的研究,表明所设计的载体模型符合预期的结果。通过凝胶电泳和细胞毒性的实验,研究分子量较低的聚阳离子Chol-PDMAEMA30与DNA的结合能力以及PASP-g-PEG／Chol-PDMAEMA30／DNA复合物的稳定性,研究结果表明:Chol-PDMAEMA30对DNA有很好的包裹能力,PASP-g-PEG／Chol-PDMAEMA30／DNA是一种稳定的具有良好生物相容性的复合型基因载体。定性及定量化的研究结果表明当PASP-g-PEG中[-COOH]与Chol-PDMAEMA中[DMAEMA]的摩尔量比小于或等于1:1.0时复合基因载体更稳定。
第二部分合成接枝的聚天冬氨酸衍生物PHEA—g—PCL
(1)通过乙醇胺对聚琥珀酰亚胺(PSI)的部分五元环进行开环,获得了聚天冬氨酸接枝乙醇胺的共聚物PHEA,再以辛酸亚锡Sn(Oct)2作为催化剂,利用PHEA中的羟基去开环己内酯(g-CL),获得了PHEA开环g-CL的接枝共聚物PHEA-g-PCL。1H NMR的结果证实了聚合物的结构。