一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用途技术

一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用途，结构如以下所示：本发明专利技术合成反应条件温和，溶剂选择性大，大大降低了反应的难度，提高了产率；且原料简单、便宜，大大降低了生成成本；更重要的是筛选得到的脂分子具有高效低毒的特点，可以在血清中达到很好的效果，大大简化了转染的操作步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于细胞转染领域，具体涉及一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用途。
技术介绍
在目前所有类型的转染试剂中，基于脂质体的转染试剂是公认最为有效的一种。这是因为脂质体转染试剂简单易用，且往往具有很高的效率。脂质体是人工制备的具有双分子层结构的球形囊泡，它可以与其它双分子层，如细胞膜等融合，从而将其包裹的分子从细胞膜外传送至细胞内部。由于其独特的性能，脂质体被广泛用于药物传送。脂质体即可携带亲水分子，也可携带疏水分子，它可以很好的与生物活性分子结合，如各种药物，核酸，多肽等，并且可将这些物质传送至细胞内以调控细胞的状态。这提供了治疗疾病的一种新的方式。阳离子脂质体可与带负电荷的核酸(DNA)结合，并将其从细胞外送入细胞核内，使DNA在细胞核内表达，从而调控细胞的生长。这在生命科学相关的研究中具有至关重要的作用，同时也作为“基因治疗”的一种方式，在未来可能具有广阔的应用前景。迄今为止，存在一些商业化的阳离子脂质体，但高效低毒性的阳离子脂质体数量依然很有限。目前脂质体转染试剂存在的主要问题如下：1.适用范围有限。许多细胞系，尤其是初级细胞如干细胞等，绝大部分现有的脂质体试剂都无法有效的转染。2.合成复杂，价格昂贵。由于目前主流的脂质体转染试剂往往具有极为复杂的结构，其生产和研发成本都较高，导致脂质体转染试剂的价格居高不下，这大大限制了脂质体转染试剂的应用范围。因此，市场对高效而廉价的脂质体转染试剂具有巨大的需求。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术针对上述技术问题，提供一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用途，该阳离子细胞转染脂质具备低毒高效的特点。技术方案：一种阳离子氨基脂质，结构如以下通式(I)所示：其中R1为氢、C1-C4烷基或缺失；R2，R3相同或不同，各自为C1-C4烷基；m和n为1-4的整数；R4，R5相同或不相同，各自为C9-C14的烷基。上述阳离子氨基脂质，结构优选为：一种合成所述阳离子氨基脂质的方法，包括以下步骤：a)将通式(IIa)的炔烃与通式R4-S-S-R5的化合物以1:1.5的摩尔比加入THF或DCM溶液中，最终反应物总量的溶液浓度为30-500mg/mL，再加入自由基光引发剂，所述自由基光引发剂为二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮或DMPA，加入量为反应物总质量的1％-5％，通氮气除氧后置于紫外光下光照3h，紫外光波长为250nm～360nm，强度在0.5mW/cm2-3mW/cm2之间，得到通式(IIIa)的化合物：b)通式(IIIa)化合物与如通式所示的胺进行缩合反应，具体步骤为，将N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)加入步骤a反应完的溶液中，加入的量为步骤a开始时炔烃的摩尔量的1.2倍，反应半小时后加入如通式所示的胺，胺与DIC的摩尔比为1:1.2，反应半小时后加入二甲氨基吡啶，二甲氨基吡啶与DIC的摩尔比为1:1，反应过夜得到最终产物。一种合成所述优选的阳离子氨基脂质的方法，包括以下步骤：1)合成4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酸：按比例，将0.5mmol4-戊炔酸，0.75mmol双十一烷基二硫醚和5mg2,2-二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮(DMPA)溶于3mLTHF中，通氮气除氧5min后置于365nmUV光下照射1h；2)4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酸与N,N-二甲基乙二胺进行酰胺化反应，以生成N-(2-(二甲基氨基)乙基)-4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酰胺：按比例，向上步反应体系中加入0.6mmolN,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)，搅拌均匀后加入0.5mmolN,N-二甲基乙二胺，搅拌半小时后加入0.6mmol二甲氨基吡啶，搅拌过夜；随后将溶液中的THF蒸除，倒入8mL正己烷溶解产物，离心分离取上清液；再将得到的上清液蒸发，倒入8mL甲醇，离心分离取上清液，将甲醇蒸发即得到最终产物。脂质颗粒，含有所述阳离子氨基脂质。所述脂质颗粒是脂质体。所述的脂质颗粒，含有生物活性剂siRNA、质粒、miRNA或mRNA。所述的脂质颗粒在制备细胞转染试剂中的应用。本专利技术是一种高度通用化的方法，可以在很大范围内改变所用原料的结构，合成大的氨基脂质库，并将其用于筛选实验。由于此类分子一端具有长的疏水链，另一端具有高度亲水的氨基，在水中其可形成双分子层的脂质体。由于此类化合物具有带正电荷的氨基，可与DNA结合，因此可作为转染试剂用于细胞转染。有益效果：(1)反应条件温和，溶剂选择性大，大大降低了反应的难度，提高了产率；(2)原料简单、便宜，大大降低了生成成本；(3)筛选的脂分子具有高效低毒的特点，可以在血清中达到很好的效果，大大简化了转染的操作步骤。附图说明图1为LW-30的质谱分子量图。LW-30理论分子量约为543.53和其质谱分子量基本一致。图2为合成化合物的转染效率的筛查图。编号12号化合物为目前市场和科研机构流通使用的一种主流的转染试剂；其它化合物为本专利技术方法合成的一系列化合物；编号30号化合物即是LW-30。由图可见，合成的大部分脂质分子都比市场上主流的某型化合物转染HEK293细胞的效率高。图3为合成化合物的细胞毒性的筛查图。编号12号化合物为目前市场和科研机构流通使用的一种主流的转染试剂；其它化合物为本专利技术方法合成的一系列化合物；编号30号化合物即是LW-30。由图可见，合成的所有的脂质分子都比市场上主流的某型转染试剂对HEK293细胞的毒性要小。图4为LW-30和某型商业试剂对小鼠胚胎干细胞的转染效率比较图。LW-30的转染效率约为某商业试剂的3.5倍。图5为LW-30和某型商业试剂对小鼠干细胞的转染效果图。A为某商业试剂的转染图，效果较差，效率为20％左右；B为LW-30的转染图，效果较好，效率为70％左右。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术作进一步的阐述。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的包含范围不限于下述的实施例。下面的实施例中未注明的条件和方法等均按照常规或者制造厂商所建议的条件进行。实施例1：N-(2-(二甲基氨基)乙基)-4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酰胺(LW-30)的合成氨基脂质的合成分为两步。第一步是合成4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酸。将0.5mmol4-戊炔酸，0.75mmol双十一烷基二硫醚和5mg2,2-二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮(DMPA)溶于3mLTHF中，并加入20mL玻璃小瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子氨基脂质，其特征在于结构如以下通式(I)所示：其中R1为氢、C1‑C4烷基或缺失；R2，R3相同或不同，各自为C1‑C4烷基；m和n为1‑4的整数；R4，R5相同或不相同，各自为C9‑C14的烷基。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子氨基脂质，其特征在于结构如以下通式(I)所示：
其中R1为氢、C1-C4烷基或缺失；
R2，R3相同或不同，各自为C1-C4烷基；
m和n为1-4的整数；
R4，R5相同或不相同，各自为C9-C14的烷基。
2.根据权利要求1所述阳离子氨基脂质，其特征在于结构为：
3.一种合成权利要求1所述阳离子氨基脂质的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)将通式(IIa)的炔烃与通式R4-S-S-R5的化合物以1:1.5的摩尔比加入THF或DCM溶液
中，最终反应物总量的溶液浓度为30-500mg/mL，
再加入自由基光引发剂，所述自由基光引发剂为二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮或DMPA，
加入量为反应物总质量的1％-5％，通氮气除氧后置于紫外光下光照3h，紫外光波长为
250nm～360nm，强度在0.5mW/cm2-3mW/cm2之间，得到通式(IIIa)的化合物：
b)通式(IIIa)化合物与如通式所示的胺进行缩合反应，具体步骤为，将N,
N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)加入步骤a反应完的溶液中，加入的量为步骤a开始时炔烃的摩
尔量的1.2倍，反应半小时后加入如通式所示的胺，胺与DIC的摩尔比为1:
1.2，反应半小时后加入二甲氨基吡啶，二甲氨基吡啶与DIC的摩尔比为1:1，反应过夜得到
最...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国球，杜鑫，范小波，
申请(专利权)人：吴国球，
类型：发明
国别省市：江苏;32