季鏻盐修饰树枝状分子的制备及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物材料技术领域，具体涉及季鱗盐修饰树枝状分子的制备及应用。
【背景技术】
[0002] 基因治疗作为一种极富潜力的用于替代传统化学疗法的方法，为先天遗传性疾病 和严重后天获得性疾病的治疗提供了一条富有前景的新途径，是现代医学和分子生物学相 结合而诞生的新技术。如何使治疗基因进入特定细胞并得到高效表达，显然是基因治疗的 重点问题。由于自由的寡核苷酸或是DNA在血液中受血清核酸酶的作用会迅速被降解，因 此，基因治疗研宄的很大一部分精力，被投入到设计、合成能够将治疗基因高效率传输到胞 (核）内并进行表达的基因载体上。基因载体的作用包括：一、包裹DNA使其免于在血液 中被降解；二、可与DNA自组装对其压缩形成合适大小和表面电位的纳米级复合物颗粒，从 而可以顺利的进入细胞；三、一些特殊结构可促进复合物从内涵体中释放、载体与DNA的解 离、以及细胞核的定位等。人们最初研宄的基因载体主要是一些病毒载体，如逆转录病毒、 腺病毒及单纯疱瘆病毒等。虽然这些载体显示了很好的转染效率，但是普遍存在制备困难、 目的基因插入长度受限以及潜在的免疫反应和生物安全等问题。而非病毒载体大多制作简 单，免疫反应低，不与宿主基因组整合，可重复应用，克隆能力不受限，其独具的优点正吸引 越来越多的研宄注意。非病毒载体主要包括阳离子脂质体和阳离子聚合物，人们通过对其 结构的目的性修饰，从而克服基因传递中可能遇到的胞外和胞内阻碍。虽然人们已经发展 了多种阳离子脂质体或聚合物非病毒基因载体，但就目前而言，一个很大的困难在于对载 体/DNA复合物的胞内传输机理以及载体结构一活性关系的认识仍然缺乏。大多数的合成 载体和病毒载体的效率相比，表现出了数量级的劣势。因此，设计合成新型的具有高转染率 和低毒性的基因载体，探寻其构效关系并对结构进行调节优化，以期得到满意的基因载体 仍具有特殊重要的意义。
[0003] 树枝状分子作为一种重要的具有多种化学生物学特性的分子，在很多方面都得到 大量的应用。作为一类重要的基因载体，研宄人员对聚酰胺胺树枝装分子（PAMAM)等树枝 型载体进行了大量的研宄，但树枝型载体因其复杂多变的结构仍留给从事有机合成的科研 人员极大的开发空间。
[0004] 上述基于树枝状分子的含季鱗盐非病毒基因载体的研宄，可望获得具有创新性的 系列研宄成果。高转染效率和低毒性的新型非病毒基因载体将为探讨某些生命过程及其调 控作用提供新途径和新方法，可为直接研宄基因治疗的过程及其传输机制提供有效的信息 和手段。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种树枝状分子作为转基因载体使用。
[0006] 本发明首先提供了一种季鱗盐，其结构如式I或II所示：
[0007] 、
【主权项】
1. 一种季鱗盐，其结构如式I或II所示：
其中n=1、2或3 ;其中，R为
〇13(〇12)叉〇12或11〇〇12(〇12)7〇120=2、3、4、5、6、7或8,y=2、3、4、5、6、7或8。 2?如权利要求1所述的季鱗盐，其特征在于：所述的R为
013(012) 2012或HOCH2(CH2)2CH2〇
3. 磷原子连接在烷基链上的季鱗盐的制备方法，即权利要求1中式I所示的结构化合 物，其特征在于：包括如下步骤： 将烷基膦化物与等摩尔量的溴代烷基酸加入到反应瓶中，加入乙腈或DMF后，在氮气 或氩气保护下，加热至80°C~120°C，反应10~48小时；反应结束后，旋蒸除去溶剂，加入 过量乙醚析出目标产物，反复3次后，收集目标产物，真空干燥；具体反应如下列方程所示：
4. 磷原子连接在苯环上的季鱗盐的制备方法，即权利要求1中式II所示的结构，其特 征在于：包括如下步骤： 将烷基膦化物与等摩尔量的对溴苯甲酸，反应物摩尔量1~3%的无水溴化镍加入到 反应瓶中，通入Ar气保护，加热温度到120°C~170°C，搅拌10~48小时，停止反应后加入 氯仿，过滤掉副产物，用浓HBr溶液洗涤有机相多次，直至体系呈淡黄色；分液出去水相，有 机相用无水硫酸钠干燥，加入过量环己烧沉淀，丙酮重结晶后60°C真空干燥；具体反应如 下列方程所示：
5. 季鱗盐修饰树枝状分子的方法，其特征在于：包括如下步骤：将季鱗盐、N-羟基琥珀 酸亚胺NHS与1- (3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC*HC1三者等摩尔量混合， 加入DMSO作为溶剂，反应24小时；反应结束后，将反应体系加入到树枝状分子的水溶液中， 反应48小时后，用截留分子量为14000的透析袋透析，冻干后得产品；季鱗盐与树枝状分子 的摩尔比例为10 : 1~128 : 1。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的树枝状分子为4代、5代L-赖氨酸树 枝状分子，或4代、5代聚酰胺胺树枝状分子。
7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：季鱗盐与树枝状分子的摩尔比例为 12 : 1 ~60 : 1〇
8. 权利要求5~7任一项所得到的树枝状分子在制备转基因载体中的用途。
【专利摘要】本发明属于生物材料技术领域，具体涉及季鏻盐修饰树枝状分子的制备及应用。本发明提供了一种季鏻盐及其制备方法，季鏻盐的结构如式Ⅰ或Ⅱ所示：本发明还提供了采用所述季鏻盐修饰树枝状分子的方法。本发明的季鏻盐能对树枝状分子进行修饰。修饰后的树枝状分子可用作转基因载体，可有效包裹DNA，高效传递到细胞核中，且生物兼容性很好。
【IPC分类】C07F9-54, C12N15-87
【公开号】CN104844650
【申请号】CN201510288076
【发明人】李硕, 全学军, 许俊强, 李军, 谢家庆
【申请人】重庆理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月29日