【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物高分子材料，尤其是涉及一种端基氟化的阳离子聚合物基因载体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、基因治疗是现代最受关注的技术，涉及在细胞内传递遗传物质，用于治疗各种疾病，例如癌症、病毒感染、遗传性疾病等。尽管基因治疗是对抗各种疾病的最新且最有潜力的策略，但由于缺乏安全有效的载体系统，它的应用受到了限制。病毒是研究最广泛的基因转染的递送载体，但由于病毒载体极易引起严重的免疫和炎症反应，安全性不够，因此其使用受到了限制，这就促进了非病毒基因转染载体的深入研究。非病毒基因递送系统中的阳离子聚合物,可通过静电吸附负电性的核酸大分子，如质粒dna或者反义寡核苷酸﹐进而形成微粒、胶束或者脂质体实现基因的高效携带及细胞高效转染。在开发的各种非病毒载体中，阳离子聚合物由于其低毒性、成本效益、易于生产和适用于不同应用的多功能性等优点与同类载体相比具有巨大的潜力和优势。聚乙烯亚胺(pei)是现有技术常用的阳离子基因转染系统，其可以分为直链型和支链型，并且存在有不同的分子量产品。
2、pei是具有高转染效率的阳离子聚合物载体之一，分子量为25000的支化聚乙烯亚胺(pei 25k)经常被用来作为基因载体评价标准，将新设计与新开发的基因载体与之比较。pei表面的正电荷官能团能够通过离子作用结合并浓缩表面呈负电性的核酸，并形成纳米尺寸的复合物，从而保护核酸不被核酸酶降解并有利于其进入细胞。进入细胞后，复合物主要集中在内涵体或者溶酶体中，在“质子海绵”效应介导的机制下，核酸复合物可以从内涵体或者溶酶体中逃逸出来，并释放核酸。但由于
3、含氟化合物可以赋予高分子优异的自组装性能、抗污染能力、化学和生物惰性、低细胞毒性等。能大幅提高聚乙烯亚胺的转染效率，降低转染细胞时与质粒dna完全络合所需的氮磷比，能大大提高聚乙烯亚胺在细胞转染方面的性能。侧基氟化聚乙烯亚胺在支化聚乙烯亚胺(bpei)上进行后修饰，由于bpei分子量不精确，分子量分布(pdi)非常大，原材料来源不稳定，导致其工业化应用困难。如中国专利cn106188537a采用七氟丁酸酐对支化聚乙烯亚胺中的伯胺氢取代，中国专利cn110467540a采用全氟烷基酰卤或全氟烷基磺酰卤对聚乙烯亚胺的伯胺氢取代。上述技术方案得到的侧基氟化的聚乙烯亚胺，分子量较大，细胞毒性较大。中国专利cn107556493a通过全氟辛酰氯的酰氯基团与寡聚聚乙烯亚胺(oei)的伯胺通过一步法反应生成酰胺键，将全氟辛烷基连接在寡聚聚乙烯亚胺结构中的支链氨基上，同样得到的是侧基氟化聚乙烯亚胺。该技术方案中，由于酰胺键的水解，导致该聚乙烯亚胺类产品的毒性明显增大，转染效率急剧下降。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种端基氟化的阳离子聚合物基因载体及其制备方法和应用，本专利技术提供的阳离子聚合物可以作为基因载体，实现高效低毒的dna转染。
2、本专利技术首先提供了一种阳离子聚合物，其结构如下式(ⅰ)所示：
3、
4、其中，0≤n≤7，0≤m≤3，10≤p≤500。优选地，10≤p≤100。
5、本专利技术其次提供了上述阳离子聚合物的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)将具有式(ⅱ)所示结构的含氟化合物和2-乙基-2-噁唑啉单体溶解于无水溶剂中，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液在密闭容器中于60-120℃反应，将反应液冷却至室温后旋蒸，得到端基氟化的聚2-乙基-2-噁唑啉中间体；
7、(2)将所述端基氟化的聚2-乙基-2-噁唑啉中间体与盐酸在100℃下反应；将反应后的溶液沉降，洗涤，干燥，粉化，即得到所述的阳离子聚合物；
8、
9、其中，x＝i，br或对甲苯磺酸酯，0≤n≤7，0≤m≤3。
10、上述技术方案中，所述的2-乙基-2-噁唑啉单体经无水硫酸镁或氢化钙干燥4h以上进行除水处理。
11、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(1)中所述的2-乙基-2-噁唑啉与含氟化合物中氟离子的摩尔比为1:0.1-1.3。
12、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，所述的无水溶剂为氯苯，二氯苯，乙腈中的任意一种。
13、作为本专利技术优选技术方案之一，将含氟化合物和2-乙基-2-噁唑啉单体分别溶解于无水溶剂中再混合，得到前驱体溶液。其中，所述2-乙基-2-噁唑啉的浓度为5-12mol/l，优选10-12mol/l。
14、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(1)所述的反应温度为100℃，反应时间为24-96h，优选24h。
15、上述技术方案中，步骤(1)所述的将反应液冷却至室温后旋蒸，是将反应液用二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醇等良性溶剂稀释后，于水浴温度为30℃～70℃条件下旋蒸处理。
16、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(2)所述的盐酸的浓度为2-6mol/l，优选6mol/l。
17、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(2)所述的端基氟化的聚2-乙基-2-噁唑啉中间体在盐酸溶液中的浓度为50g/l。
18、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(2)所述反应时间为8-24h，优选10h。
19、作为本专利技术优选技术方案之一，其中，步骤(2)所述的沉降为：将反应后的溶液加入冰水浴预冷却的低沸点的水溶性溶剂以作为沉淀剂，如甲醇，乙醇，乙腈，丙酮，以甲醇为例。
20、本专利技术所制备端基氟化的阳离子聚合物，其分子量为10000-30000。
21、本专利技术所制备的阳离子聚合物分子量分布(pdi)很窄，尤其适用于医用原材料的高可重复性生产。
22、本专利技术还提供了上述阳离子聚合物在作为基因递送载体中的应用。
23、具体地，所述应用为将上述阳离子聚合物作为基因递送载体，与核酸共同孵育得到核酸复合物。其中，所述的核酸为dna，rna或质粒。
24、更具体地，所述阳离子聚合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阳离子聚合物，其特征在于，具有式（Ⅰ）所示结构：
2.根据权利要求1所述的阳离子聚合物，其特征在于，10≤p≤100。
3.权利要求1或2所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的2-乙基-2-噁唑啉与含氟化合物中氟离子的摩尔比为1:0.1-1.3。
5. 根据权利要求3所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，在所述前驱体溶液中，所述2-乙基-2-噁唑啉的浓度为5-12 mol/L。
6.根据权利要求3所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂为氯苯，乙腈，二氯苯，DMF中的任意一种。
7. 根据权利要求3中所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）的反应时间为24~96 h。
8.根据权利要求3中所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）的反应时间为8-24h。
9.权利要求1或2所述的阳离子聚合物或权利要求2-8任一项所述方法制得的阳离子聚合
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述阳离子聚合物与基因的质量比为1-10:1。
...【技术特征摘要】
1.一种阳离子聚合物，其特征在于，具有式（ⅰ）所示结构：
2.根据权利要求1所述的阳离子聚合物，其特征在于，10≤p≤100。
3.权利要求1或2所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的2-乙基-2-噁唑啉与含氟化合物中氟离子的摩尔比为1:0.1-1.3。
5. 根据权利要求3所述的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，在所述前驱体溶液中，所述2-乙基-2-噁唑啉的浓度为5-12 mol/l。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，陆子茉，王辉，赵宇培，刘骏秋，张嵘，盛扬，孙一新，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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