基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途技术

本发明专利技术公开了一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途。本发明专利技术公开的化合物主要由Michael反应、ROP反应、thio‑ene click反应制备，其结构也通过核磁和质谱确认。本发明专利技术的聚戊内酯型双亲性聚合物具有聚集诱导荧光发射效应(AIE)，该聚合物通过凝胶电泳、动态光散射、SEM等测试手段证实其能凝聚DNA，且形成的纳米粒子直径均小于200nm。通过体外转染实验，证明本发明专利技术的聚戊内酯型双亲性聚合物与二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)形成的脂质体可以作为非病毒基因载体。

Pentalactone type amphiphilic polymer based on tetrastyrene and its preparation and Application

The invention discloses a pentalactone type amphiphilic polymer based on tetrastyrene and a preparation method and use thereof. The compound of the invention is mainly prepared by Michael reaction, ROP reaction and thio \u2011 ene click reaction, and its structure is also confirmed by NMR and MS. The polyamyl lactone type amphiphilic polymer has the aggregation induced fluorescence emission effect (AIE). The polymer is confirmed by gel electrophoresis, dynamic light scattering, SEM and other testing methods to bind DNA, and the diameter of the nanoparticles is less than 200nm. Through the in vitro transfection experiment, it is proved that the liposome formed by the ppl type amphiphilic polymer and dope can be used as a non viral gene carrier.

【技术实现步骤摘要】
基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途
本专利技术涉及聚合物的设计及其制备，具体涉及一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物及其制备方法与用途。
技术介绍
基因治疗在基因缺陷、癌症等疾病方面受到很大关注。因DNA与细胞膜都带负电，存在静电排斥，且细胞质中存在核酸水解酶，所以裸露DNA被细胞摄取是很困难的。因此开发安全有效的基因运输工具，即基因载体，显得尤为重要。目前，非病毒基因载体相较于病毒载体得到了更多的重视。非病毒载体包括脂质体、聚合物、纳米粒子等。阳离子聚合物具有良好的生物相容性和安全性以及易于修饰和可大规模生产的优点。但由于转染效率低而受到限制。目前，阳离子聚合物载体有很多种，包括聚酯，聚赖氨酸，聚乙烯亚胺等。聚酯由于具有可降解性而被广泛研究。在大量的聚酯类非病毒基因载体中，已经有一些具有不错的转染效果。但是它们的转染效率与病毒型载体还相差甚远，并且目前所报道的聚酯型载体功能较为单一，作为DNA凝聚和运输工具。发展具有高转染效率的具有荧光性质聚酯型基因载体可以同时满足运输基因和研究基因表达机制的两方面需求。基于此，设计对DNA具有荧光响应的新型聚酯型基因载体具有非常重要的研究价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，本专利技术所涉及到的化合物是以四苯乙烯为引发剂，戊内酯衍生物为单体将其开环聚合，并在其一端支链上接上正电单元[12]aneN3，形成两亲性聚合物。这种聚合物可以在水溶液中自组装形成AIE胶束，且能与辅助试剂(DOPE)、DNA形成纳米粒子。这种聚合物与DNA结合后，可以运载DNA进入细胞，并且具有荧光，利用这一特点可以对基因的转染过程进行示踪。本专利技术还有一个目的是提供基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物的制备方法以及该化合物的用途。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，所述可降解聚合物的结构式(I)如下：式(I)中R1为含硫取代基，R2为取代的大环多胺[12]aneN3基团，m，n为正整数。优选的是，其中，R1为含硫烷氧基链或含硫烷基链，R2为优选的是，其中，R1为a为正整数，R2为优选的是，其中，a为6或10。优选的是，其中，n＝20，m＝10。本专利技术的目的还可以进一步由基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物的制备方法来实现，包括以下步骤：1)通过Michael加成反应制备式(II)所示的戊内酯衍生物；2)通过对式(II)进行开环聚合反应制备式(III)所示的聚合物；3)式(III)通过与巯基修饰的[12]aneN3的Click反应制备得到基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物(I)；本专利技术的目的还可以进一步由基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物在非病毒基因载体中的应用来实现。本专利技术的目的还可以进一步由基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物对pH刺激响应中的应用。本专利技术的目的还可以进一步由基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物作为DNA分子荧光探针的应用。本专利技术的目的还可以进一步由基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物作为基因示踪剂有效成分的应用。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术的聚合物是以四苯乙烯为引发剂，戊内酯衍生物为单体将其开环聚合，并在其一端支链上接上正电单元[12]aneN3，形成具有聚集诱导发光特性的两亲性聚合物；2、本专利技术的聚合物可自组装形成胶束，且能与辅助试剂(DOPE)、DNA形成纳米粒子；3、本专利技术的聚合物和DNA凝聚后发光，可以作为DNA探针；4、本专利技术的聚合物可作为非病毒基因载体，其中实施例中给出的聚合物2在一定条件下转染效率与PEI25k持平；5、本专利技术的聚合物可以对基因转染的过程进行示踪，以便研究基因转染的机理，从而为研发新型转染试剂打下基础。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1A为本专利技术实施例2中聚合物1-3的紫外吸收光谱图。图1B为本专利技术实施例2中聚合物1的最大荧光强度随THF比例变化图；图1C为本专利技术实施例2中聚合物2的最大荧光强度随THF比例变化图；图1D为本专利技术实施例2中聚合物3的最大荧光强度随THF比例变化图；图2A为本专利技术实施例3中聚合物1/DOPE对pGL-3DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图2B为本专利技术实施例3中聚合物2/DOPE对pGL-3DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图2C为本专利技术实施例3中聚合物3/DOPE对pGL-3DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图3A为本专利技术实施例4中聚合物1与DOPE形成的阳离子脂质体对pGL-3基因在HeK293T细胞中的荧光素酶表达结果；图3B为本本专利技术实施例4中聚合物2与DOPE形成的阳离子脂质体对pGL-3基因在Hela细胞中的荧光素酶表达结果；图3C为本专利技术实施例4中聚合物3与DOPE形成的阳离子脂质体对pGL-3基因在HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图4A为本专利技术实施例5中pEGFP的绿色荧光蛋白表达图；图4B为本专利技术实施例5中聚合物1与DOPE形成的阳离子脂质体转染pEGFP基因的绿色荧光蛋白表达图；图4C为本专利技术实施例5中聚合物2与DOPE形成的阳离子脂质体转染pEGFP基因的绿色荧光蛋白表达图；图4D为本专利技术实施例5中聚合物3与DOPE形成的阳离子脂质体转染pEGFP基因的绿色荧光蛋白表达图；图4E为本专利技术实施例5中PEI25k转染pEGFP基因的绿色荧光蛋白表达图；图5为本专利技术实施例6中在不同时间段细胞摄取聚合物1-3/DOPE凝聚FAM-DNA的共聚焦图；图6为本专利技术实施例7中ctDNA对聚合物1-3的荧光滴定结果；具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。<实施例1>一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，所述化合物的结构式(I)如下：式(I)中，R1为含硫取代基，R2为取代的大环多胺[12]aneN3基团，m，n为正整数。其中，当R1为R2为记为聚合物1；当R1为a＝6，R2为记为聚合物2；当R1为a＝10，R2为记为聚合物3；具体合成路线如下：化合物1-1的合成步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，所述可降解聚合物的结构式(I)如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，所述可降解聚合物的结构式(I)如下：



式(I)中R1为含硫取代基，R2为取代的大环多胺[12]aneN3基团，m，n为正整数。


2.如权利要求1所述的基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，其中，R1为烷氧基链或烷基链，R2为


3.如权利要求2所述的基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，其中，R1为或a为正整数，R2为


4.如权利要求3所述的基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，其中，a为6或10。


5.如权利要求1所述的基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合物，其中，且n＝20，m＝10。


6.一种制备权利要求1～5任一项所述的基于四苯乙烯的聚戊内酯型双亲性聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢忠林，刘旭英，杨静波，马乐乐，刘名轩，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11