[发明专利]一种聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物技术领域，尤其涉及一种聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物及其制备方法。

背景技术

随着生物科学技术的不断进步，基因治疗将在人类攻克癌症及遗传疾病等顽症的过程中占据重要地位，并将逐步成为一种常见的有效手段。基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。成功的基因治疗依赖于有效的基因载体，常见的载体分为病毒类载体和非病毒载体。

病毒类载体包括逆转录病毒、腺病毒（AV）、腺相关病毒（AAV）、单纯疱疹病毒（HSV）、痘苗病毒（VV）等。但是病毒类载体在临床应用中存在着很大的安全隐患。非病毒载体多为高分子阳离子聚合物，因其具有安全、有效、无免疫原性等优点，已成为病毒类载体最有希望的替代者。聚乙烯亚胺（PEI）由于其具有独特的“质子海绵效应”，能够实现高效的基因传递而倍受关注。PEI的优点在于电荷密度集中，对基因物质有较强的复合能力，在低质量（m/m）比即能获得最佳转染效率。

人工合成的聚氨基酸（酯）具有与天然多肽相似的性质，能在生物体内被酶所降解，具有很好的生物降解性和生物相容性，是组织工程和药物释放体系载体材料中理想的医用材料之一。近期研究者使用2-羟基吡啶为催化剂，通过胺解反应成功将支化的PEI分子接枝到线型的聚天冬氨酸骨架上，制备了线型聚天冬氨酸接枝聚乙烯亚胺共聚物，实验证明该阳离子共聚物是一种高效低毒并可降解的体外基因转染载体。然而，相对于分子量为25000的PEI均聚物，该载体转染率却较低。因此，发明人考虑了一种新型的基因载体。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种转染率高的聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物及其制备方法。

有鉴于此，本发明提供了一种具有式（Ⅰ）结构的聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物，

其中，n1≥1；n2≥1；n3≥1；

x≥1，y≥1且40≤x+y≤60。

本发明还提供了一种具有式（Ⅰ）结构的聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙烯亚胺与ε-苄氧羰基-L-赖氨酸N-羧酸酐在第一有机溶剂中进行聚合反应，得到聚乙烯亚胺聚ε-苄氧羰基-L-赖氨酸共聚物；

将卤化氢溶液、第二有机溶剂与所述聚乙烯亚胺聚ε-苄氧羰基-L-赖氨酸共聚物混合，反应后得到具有式（Ⅰ）结构的聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物；

其中，n1≥1；n2≥1；n3≥1；

x≥1，y≥1且40≤x+y≤60。

优选的，所述第一有机溶剂为氯仿、二氯甲烷或N’N’-二甲基甲酰胺。

优选的，所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸N-羧酸酐与所述第一有机溶剂的比例为1g：（10~100）mL。

优选的，所述聚乙烯亚胺与所述第一有机溶剂的比例为1g：（10~100）mL。

优选的，所述聚乙烯亚胺与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸N-羧酸酐的质量比为1：9~9：1。

优选的，所述第二有机溶剂为三氟乙酸或二氯乙酸。

优选的，所述聚合反应的时间为12~24h，所述聚合反应的温度为0~50℃。

优选的，所述卤化氢溶液为卤化氢的醋酸溶液。

优选的，得到聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物的步骤中所述反应的时间为2~10h。

本发明提供了一种聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物及其制备方法，该聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物是一种新型的聚阳离子基因载体，其中聚乙烯亚胺本身具有较好的质子缓冲能力，但是由于具有过高的电荷密度，导致其毒性较大，而通过引入赖氨酸链段，有效的分散了电荷密度，降低了细胞毒性，从而促进了共聚物转染效率的提高，另一方面，由于聚赖氨酸的引入，增加了伯胺的数量，更有利于载体与基因的复合和压缩DNA，从而易于形成稳定、细小的纳米颗粒，有利于增加细胞内吞，促进转染效率的提高。

附图说明

图1为聚乙烯亚胺聚ε-苄氧羰基-L-赖氨酸共聚物的核磁图；

图2为聚乙烯亚胺-聚赖氨酸共聚物的核磁图。

具体实施方式