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层层组装构建多重响应性复合基因载体

作　者: 张世华
导　师: 倪沛红
学　校: 苏州大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 磁性纳米粒子 基因载体 层层组装 PDMAEMA 表面修饰
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


非病毒基因载体以其生物安全性、低毒性以及易组装等优点成为人们关注的焦点,所以人们一直希望在非病毒基因载体中寻找到一种安全高效的载体,能在基因治疗方面取得突破。本文中,我们利用层层组装方法和壳交联方法制备了以Fe3O4磁性纳米粒子为核,以PEG为冠的可控的磁靶向基因载体。首先在磁性纳米粒子表面修饰三甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPS）,然后通过自由基聚合在磁性纳米粒子表面接枝PDMAEMA,得到表面接枝PDMAEMA的磁性纳米粒子（PDMAEMA-MNPs）。然后利用层层组装方法在PDMAEMA-MNPs包裹DNA分子,包括4个步骤:（1）通过静电作用,将DNA与带正电荷的PDMAEMA-MNPs结合,得到表面带负电荷的粒子;（2）用部分质子化的PDMAEMA均聚物与第一步得到的表面带负电荷的纳米粒子静电结合,得到PDMAEMA/DNA/MNPs纳米粒子;（3）利用共聚物MePEG2000-b-PMAASH中的阴离子（-COO-）与上述纳米粒子表面的-N+H（CH3）2作用,使纳米粒子表面带水溶性PEG链;（4）对巯基进行氧化,生成S-S键,获得磁性纳米粒子外表面交联的基因载体。本论文对层层组装的过程进行跟踪研究。利用琼脂糖凝胶电泳和Zeta电位测试进行表征,并利用动态光散射（DLS）对每一步粒子的粒径进行了测试。MTT实验用于评价复合纳米粒子的细胞毒性。实验结果证明,这种复合纳米粒子具有低的细胞毒性和模拟体内循环条件下的稳定性,是潜在的非病毒基因载体。纳米粒子表面改性可以使粒子具有特殊的功能以满足各种材料需求。本文中,我们利用原子转移自由基聚合（ATRP）与点击反应（Click）相结合,在Fe3O4@SiO2表面接枝聚合物（如PDMAEMA）,对纳米粒子进行表面改性,使其具有特殊功能。首先,我们利用溶胶-凝胶法合成了SiO2包裹的磁性纳米粒子Fe3O（4Fe3O4@SiO2）,利用ATRP合成末端带炔基的PDMAEMA,然后利用硅烷化反应在Fe3O4@SiO2表面修饰叠氮基团,最后与带有炔基的聚合物发生“Click”反应,完成对纳米粒子的表面修饰。从核磁谱图可以看出ATRP引发剂和末端带炔基的PDMAEMA已经成功被合成,从透射电镜和红外谱图分析可以证明Fe3O4@SiO2已经成功制备且粒径较均一,并且PDMAEMA也成功修饰到Fe3O4@SiO2上去了。利用此方法可以很有效地对纳米粒子进行改性,使粒子具有不同的功能,满足各个领域各种材料的需求。

全文目录


中文提要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 前言  10-34
  1.1 研究工作的意义  10-11
  1.2 非病毒型基因载体  11-23
    1.2.1 脂质体类载体  11-13
    1.2.2 聚合物类载体  13-20
    1.2.3 多肽  20-21
    1.2.4 纳米粒子  21-23
  1.3 层层组装方法（LBL）  23-28
    1.3.1 简介  23-24
    1.3.2 不同类型的组装及应用  24-28
  1.4 磁性纳米粒子和磁转染  28-32
    1.4.1 磁性纳米粒子  28-31
    1.4.2 磁转染（Magnetofection）  31-32
  1.5 本论文的内容——构建多重响应性复合基因载体  32-34
第二章 多重响应性复合基因载体的制备及表征  34-47
  2.1 表面接技聚甲基丙烯酸-2-(N, N-二甲氨基)乙酯(PDMAEMA)磁性纳米粒子（PDMAEMA-MNPs）的合成及表征  34-39
    2.1.1 试剂和仪器  34
    2.1.2 磁性纳米粒子（MNPs）的合成  34-35
    2.1.3 PDMAEMA-MNPs 的合成  35-36
    2.1.4 测试结果与讨论  36-39
    2.1.5 结论  39
  2.2 多重响应性复合基因载体的制备及表征  39-47
    2.2.1 试剂和仪器  39-40
    2.2.2 多重响应性复合基因载体的制备  40-41
    2.2.3 凝胶阻滞电泳测试  41
    2.2.4 细胞毒性测试  41
    2.2.5 结果与讨论  41-46
    2.2.6 结论  46-47
第三章 用“Click”反应在Fe_3O_4@ SiO_2表面接枝PDMAEMA  47-61
  3.1 实验部分  52-54
    3.1.1 试剂和仪器  52
    3.1.2 Fe_3O_4@ SiO_2 的制备及表征  52-53
    3.1.3 Fe_3O_4@ SiO_2 表面叠氮化制备Fe_3O_4@ SiO_2-N_3  53
    3.1.4 ATRP 合成末端带炔基的PDMAEMA  53
    3.1.5 “Click”反应  53-54
  3.2 表征  54
    3.2.1 ATRP 引发剂及PDMAEMA 的表征  54
    3.2.2 对纳米粒子的表征  54
  3.3 结果和讨论  54-60
    3.3.1 Fe_3O_4@ SiO_2 的制备和表征  54-56
    3.3.2 Fe_3O_4@ SiO_2-N_3 的制备及表征  56
    3.3.3 炔基封端的PDMAEMA 的合成与表征  56-58
    3.3.4 PDMAEMA-Fe_3O_4@ SiO_2 的合成与表征  58-60
  3.4 结论  60-61
参考文献  61-77
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  77-78
致谢  78-79

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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