系列锍类化合物的合成及其转染能力的研究

论文摘要

阳离子脂质体由于载体可控、具有明确的分子构成、质粒容量高等优点,成为了应用最为广泛的基因载体。但是由于其传递难度大、蛋白表达率低等缺点,合成新型阳离子脂质体尤为重要。近年来对新型阳离子脂质体的研究逐渐增多。多数的阳离子脂质体包含极性电荷区、非极性脂肪长链,以及连接两者的过渡基团。极性电荷区多为含有可质子化的氮原子构成。本研究设计一组含有硫正离子为电荷部分的化合物,应用有机化学合成方法合成了3组共24个锍正离子化合物,并用碳谱、氢谱、质谱对化合物进行表征。第一组化合物以四氢噻吩/四氢噻喃为原料,连接不同长度的烷烃链后获得8个锍正离子化合物。第二组化合物以四氢噻吩/四氢噻喃为原料,连接不同长度乙氧基链后获得4个锍正离子化合物。第三组化合物基于以上两组化合物进行结构修饰,以四氢噻吩/四氢噻喃为原料,依次连接不同乙氧基链和不同长度的烷烃链后获得12个锍正离子化合物。对获得的24个化合物检测与DNA的复合能力和物理性质。通过琼脂糖凝胶阻滞实验证明,第一组化合物在烷烃链长为12,16时,在S/P比为30/1时具有与DNA的复合能力;第二组化合物不具备与DNA的复合能力;第三组化合物在烷烃链长为12时,在S/P为30/1时具有与DNA的复合能力;烷烃链长为16时,在S/P为10/1时即表现出复合能力。对具有DNA复合能力的化合物,检测与DNA复合物粒径大小及Zeta电势,实验证明,各复合物的粒径均在100 nm300 nm之间。烷烃链长为12的化合物形成的复合物的电势为负电势在-20-10之间,烷烃链长为16的化合物形成的复合物的电势为正电势,在+20+40之间。通过性能检测,筛出6个具有DNA复合能力,且纳米复合物符合作为载体特征的化合物。对该6个化合物检测对三种肝癌细胞Hep3B、HepG2、Huh7细胞毒性。实验采用MTT法测定细胞毒性,用聚乙烯亚胺（25 kDa）为阳性对照药物。实验结果显示,对于HepG2细胞,化合物5-16、6-16、5-3-16、6-3-16、5-4-16、6-4-16的48 h的IC50值分别为6.93±2.59、40.25±1.09、21.28±1.52、0.36±0.13、20.91±0.68和17.33±3.22 ng/mL,与PEI的IC50值46.94±0.99 ng/mL相差不大,对于Hep3B细胞,化合物5-16、6-16、5-3-16、6-3-16、5-4-16、6-4-16的48 h的IC50值分别为0.17±0.37、0.27±2.10、2.53±2.40、8.71±1.81、6.89±1.80,6.14±3.35?g/mL,与PEI的IC50值1.55±1.43?g/mL细胞毒性略小,对于Huh7细胞,化合物5-16、6-16、5-3-16、6-3-16、5-4-16、6-4-16的48 h的IC50值分别为6.32±0.66、4.49±1.06、640±2.58、180±2.04、86±0.23、110±1.14 ng/mL相比于PEI的IC50值0.74±1.85 ng/mL细胞毒性略大。通过荧光显微镜观测,具有与DNA复合能力的6个化合物对HepG2转染效果相较于聚乙烯亚胺效果较弱。本研究设计并合成的三组新型锍正离子化合物并研究其作为基因载体的能力,实验用核磁和质谱对化合物进行鉴定表征。通过对性能检测,逐步筛出具有DNA复合能力和具有适当载体效果的化合物。实验表明同时含有乙氧基和较长烷烃链的化合物作为药物载体的能力较强。乙氧基链可以增强化合物的溶解性,较长的烷烃链对DNA的结合能力较强。实验筛检出6个具备与DNA复合能力且复合物粒径适中,电动电势为正电势的锍正离子化合物。这6个化合物的细胞毒性与PEI相近,但是在HepG2中转染能力弱于PEI。本研究为新型阳离子脂质体类基因载体的开发利用提供了新的理论基础,该类化合物的结构还需进一步优化,以满足作为基因载体的需求。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张莹

导师: 李婧

关键词: 锍正离子化合物,转染能力,基因传递

来源: 黑龙江八一农垦大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,化学

单位: 黑龙江八一农垦大学

分类号: Q78;O631

总页数: 87

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标签：锍正离子化合物论文;  转染能力论文;  基因传递论文;