溴取代的芳香化合物修饰的高分子材料及制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种如式(1)所示的溴取代的芳香化合物修饰的阳离子高分子材料，其包括阳离子高分子骨架以及溴取代的芳香化合物功能基团，所述溴取代的芳香化合物功能基团共价连接在阳离子高分子表面；所述的阳离子高分子骨架包括聚酰胺-胺树形高分子、聚丙烯亚胺树形高分子、线性聚乙烯亚胺阳离子高分子、支化聚乙烯亚胺阳离子高分子及其衍生物；所述高分子材料作为药物、核酸和蛋白质的载体。本发明专利技术提供的溴取代的芳香化合物修饰的高分子材料合成成本低，细胞毒性小，转染效率高，是一种具有良好应用前景的载体材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及高分子化学，有机合成W及生物材料
，具体设及一种漠取代 的芳香化合物修饰的阳离子高分子材料及其制备方法和应用。
技术介绍
基因转染是分子生物学和基因治疗中一种非常重要的技术手段，它是指将外源基 因导入细胞，从而获得新的遗传性状的过程。基因转染需要转染载体将带有目的基因的核 酸片段运送到细胞内并保护它不被细胞内外存在的核酸酶所降解。目前使用的基因转染载 体主要包括病毒类载体和非病毒类载体。在过去的200多年中，病毒类基因转染载体因为 具有较高的基因转染效率受到了科学界广泛的关注。但病毒类载体存在携带基因能力有 限、生产造价高W及存在安全性隐患等问题，运在很大程度上限制了病毒类基因转染载体 的应用。随着科学界对更加安全、稳定的基因转染载体的需要，很多非病毒类基因转染载体 应运而生了。 阳离子聚合物是一类广泛使用的非病毒类基因转染载体。它易于生产，可生物降 解，结构灵活，易于对其表面进行多功能化的修饰，并且可W将大分子量的质粒转到活细胞 中。聚酷胺-胺树形高分子和聚乙締亚胺是两种典型的阳离子聚合物基因转染载体。由 于表面大量的氨基基团的存化他们可W将DNA浓缩成很小的纳米颗粒，不仅有利于将DNA 导入细胞，而且能够保护DNA不被外部的核酸酶降解。其内部的Ξ级胺结构可W起到"质 子海绵"的作用，促进DNA复合物在细胞内涵体的逃逸，但是聚酷胺-胺树形高分子W及 聚乙締亚胺阳离子聚合物在基因转染过程中对常见常用细胞系（如肥K293、HeLa、C0S-7 细胞等）表现出的低的或者中等的基因转染效率，W及较高的细胞毒性限制了他们的临床 应用。近年来，许多研究工作者在运两类阳离子聚合物表面连接了各种修饰基团，如氨基 酸、脂质体、多肤、环糊精、寡氨、聚乙二醇、糖基等来增强其生物相容性和转染效果。目前， W聚酷胺-胺树形高分子和聚乙締亚胺为基础的基因转染载体如SuperFect、Priofect、 PolyFect，Je巧El等已经成功商业化。但是，现有技术中基于阳离子聚合物合成的基因转 染载体有比较复杂的合成路线、高昂的材料成本，W及高的细胞毒性。运些缺陷在很大程度 上制约了其在生物医学领域广泛应用。因此亟需通过新的修饰及改良方法合成具有较高的 基因转染效率和良好生物相容性的转染载体。
技术实现思路
本专利技术克服现有阳离子高分子转染材料及其合成方法的不足，提出了一种基于漠 取代的芳香环化合物修饰的阳离子高分子转染载体，可W高效、安全、低毒地转染核酸或蛋 白质。本方法利用漠取代的芳香环化合物和阳离子高分子材料作为原料，反应高效、安全、 合成成本较低，得到的转染载体具备细胞毒性小、转染效率高等优点。 本专利技术提供了一种漠取代的芳香环化合物修饰的高分子材料，其结构如式（1)所 示，包括阳离子高分子骨架W及漠取代的芳香环化合物功能基团，所述含漠芳香环化合物 功能基团共价连接在阳离子高分子表面；所述阳离子高分子表面为伯胺基团； R-灯-S)x式（1)， 式（1)中： R为所述高分子骨架，所述高分子骨架为阳离子高分子骨架； Y为连接基团； S为漠取代的芳香化合物功能基团； X为 1-1024 的整数。 其中，所述R为如式（2)所示的聚酷胺-胺树形高分子、如式（3)所示的聚丙締亚 胺树形高分子、如式（4)所示的聚赖氨酸阳离子高分子、如式（5)所示的线性聚乙締亚胺阳 离子高分子或如式（6)所示的支化聚乙締亚胺阳离子高分子， 所述式似和式（3)中： Μ是树形高分子的核屯、，包括氨、乙二胺、下二胺、己二胺、辛二胺、葵二胺和 1，12-十二烧二胺； η是1-10的整数； m是2-4的整数； 阳01引所述式（4)中，q是1-1024的整数； 所述式巧）中，r是1-1024的整数； 所述式（6)中，X，y是1-1024的整数。 所述Y如式（7)、式做、式巧）、式（10)、式（11)或式（12)所示：W23]式（7);式做；式巧）；式（10);式（11);式（。）； 所述S如式（13)、式（14)、式（15)、式（16)、式（17)或式（18)所示： 阳0巧] 本专利技术漠取代的芳香环化合物修饰的阳离子高分子材料，包括阳离子高分子骨架 W及漠取代的芳香环化合物功能基团，所述漠取代的芳香环化合物功能基团共价连接在阳 离子高分子表面；所述阳离子高分子骨架包括聚酷胺-胺树形高分子，聚丙締亚胺树形高 分子、聚赖氨酸阳离子高分子、线性聚乙締亚胺阳离子高分子或支化聚乙締亚胺阳离子高 分子，所述阳离子高分子表面的伯胺基团与所述漠取代的芳香环化合物的修饰基团进行取 代、酷化、横酸化等反应，W酷胺键、氨基横酸键等化合键连接。 本专利技术还提出了一种式（1)所示阳离子高分子材料的制备方法，将漠取代的芳香 环化合物及阳离子高分子溶解于水或有机溶剂，揽拌反应48-168小时，通过反应将含漠取 代的芳香环化合物功能基团共价连接到阳离子聚合物表面，得到如式（1)所示的阳离子高 分子材料。 具体地，漠取代的芳香环化合物修饰的阳离子高分子材料制备方法，W所述阳离 子高分子和所述漠取代的芳香环化合物为原料，首先将漠取代的芳香环化合物溶于溶剂 中，之后向溶剂中加入适量的活化剂进行活化，再按照一定的比例逐滴滴加所述阳离子高 分子的水或有机溶液；一定的反应溫度下揽拌反应，得到如式（1)所示的阳离子高分子材 料。 本专利技术制备方法中，所述溶剂为有机溶剂或水； 其中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、二甲亚讽、N，N-二甲基甲酯胺和四氨巧喃等 可溶解所述漠取代的芳香环化合物的有机溶剂。 本专利技术制备方法中所述漠取代的芳香环化合物包括4-漠苯甲酸、4-漠苯甲醒、 4-漠苯异氯酸醋、3-漠苯甲酸、2-漠苯甲酸、3, 5-二漠苯甲酸等含漠芳香环衍生物。 本专利技术制备方法中，所述反应时间为48-168小时；所述反应溫度为0-37°C。 本专利技术还提出了式（1)所示的漠取代的芳香环化合物修饰的高分子材料作为核 酸或蛋白质分子的输送载体的应用。 其中，所述核酸包括DNA、siRNA、shRNA、microRNA和修饰的核酸。 其中，所述蛋白是肤、修饰的肤、蛋白或修饰的蛋白。 本专利技术还提出了一种新的复合物，其包括含有如式（1)所示的漠取代的芳香环化 合物修饰的高分子材料和核酸或蛋白质，由所述式（1)转染材料携带所述核酸或蛋白质。 在一个具体的实施例中，在室溫下，将所述阳离子高分子材料和特异性敲除巧光 素酶的siRNA形成复合物，在该复合物中，由所述阳离子高分子材料携带核酸。 阳离子高分子包括聚酷胺-胺树形高分子，聚丙締亚胺树形高分子、聚赖氨酸阳 离子高分子、线性聚乙締亚胺阳离子高分子和支化聚乙締亚胺阳离子高分子，其表面存在 大量的氨基可W很好地结合和浓缩核酸或蛋白质，将核酸或蛋白质转入细胞内。其内部的 Ξ级胺结构可W通过"质子海绵"机制帮助核酸或蛋白质成功地从内含体逃逸。但是运些 阳离子高分子聚合物一般只具有较低或中等的基因转染效率。本专利技术制备的如式（1)所示 的漠取代的芳香环修饰的高分子材料作为转染载体能有效地提高原阳离子高分子转染核 酸或蛋白质的效率，达到商业化lipofectamine2000的级别，同时降低了细胞毒性。因 此，本专利技术的漠取代的芳香环修饰的高分子材料的制备方法合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溴取代的芳香化合物修饰的高分子材料，其特征在于，包括阳离子高分子骨架以及溴取代的芳香化合物功能基团；所述溴取代的芳香化合物功能基团共价连接在所述阳离子高分子骨架表面；所述阳离子高分子骨架表面为伯胺基团；其结构如式(1)所示：R‑(Y‑S)x     式(1)，式(1)中：R为阳离子高分子骨架；Y为连接基团；S为溴取代的芳香化合物功能基团；x为1‑1024的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程义云，吕佳，常虹，刘红梅，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31