[发明专利]用于连接和释放遗传物质，特别是DNA/RNA，的新型聚乙烯亚胺‑基共聚物及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及由乙烯亚胺单元和2-噁唑啉单元构成的新型聚乙烯亚胺-基共聚物，但是与已知的聚乙烯亚胺-基共聚物(PEI)相比，本发明的聚乙烯亚胺-基共聚物令人惊奇地具有高官能度。这种类型的聚乙烯亚胺-基共聚物已知用于连接和释放DNA/RNA。而且，本发明还包括本发明提出的聚乙烯亚胺-基共聚物的制备方法和特定功能的用途。

本发明提出的的聚乙烯亚胺-基共聚物可用于，例如，将表面官能化，开发用于移动分析的DNA芯片系统和用作传感器的防污涂料。

2-(3-丁烯基)-2-噁唑啉已知用作单体(A.Gress,A.H.Schlaad；Thio-click modification of poly[2-(3-butenyl)-2-oxazoline]Macromolecules 40,2007,7928-7933)，2-(3-丁烯基)-2-噁唑啉是通过用N-琥珀酰亚氨基-4-戊酸酯(N-succinimidyl-4-pentenate)将(2-氯乙基胺)-氢氯化物官能化，然后进行闭环制得的。使在三个步骤中制得的单体2-(3-丁烯基)-2-噁唑啉聚合，得到聚(2-(3-丁烯基)-2-噁唑啉)。这种比较耗时的方法得到的均聚物不包含连接遗传物质(特别是DNA/RNA)所需的游离氨基。

通过所谓的迈克尔反应(Michael reaction)来实现用N-异丙基丙烯酰胺将聚乙烯亚胺-基共聚物官能化也是已知的(H.Tian,F.Li,J.Chen,Y.Huang,X.Chen:N-Isopropylacrylamide-modified Polyethyleneimines as Effective Gene Carriers,Macromolecular.Bioscience 12,2012,1680-1688)。这些合成的衍生物对质粒DNA显示出粘合力(bonding affinity)。然而，通过所述迈克尔反应将PEI官能化得到侧链，但是侧链没有可能的多重键，因此官能化是有限的。特别地，以这种方式不可能制备具有官能化表面的基底或结构化水凝胶，例如对于珠粒和颗粒等，从而用于连接和释放遗传物质。

也已知在温和的条件下，N-羟基琥珀酰胺(NHS)或极性稍微更大的N-羟基琥珀酰胺(NHS)与含羧基的组分(例如，丁酸)反应，得到“氨基酰基酯”(D.Sehgal,I.K.Vijay:A method for the high efficiency of water-soluble carbodiimide-mediated amidation,Anal.Biochem.218,1994,87-91)。

通过这些氨基酰基酯，可以将氨基基团官能化，但是该官能化仅限于伯胺基团。而且，没有提及在聚合物中引入官能化的侧链。如上所述，多重键在这里也不可能出现，因此还是不能制备具有官能化表面或结构化水凝胶的基底，例如，对于珠粒和颗粒等，从而连接或释放遗传物质，特别是DNA/RNA。

而且，通过EDAC/NHS用乙酸酯、丁酸酯和己酸酯将支化PEI官能化也是已知的(A.M.Doody,J.N.Korley,K.P.Dang,P.N.Zawaneh,D.Putnam:Characterizing the structure/function parameter space of hydrocarbon-conjugated branched polyethylenimine for DNA delivery in vitro,J.Control.Release 116,2006,227-237)。如前所述，官能化还是仅限于伯氨基基团。而且，通过乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐将聚乙烯亚胺官能化也有描述(S.Nimesh,A.Aggarwal,P.Kumar,Y.Singh,K.C.Gupta,R.Chandra:Influence of acyl chain length on transfection mediated by acylated PEI nanoparticles,Int.J.Pharm.337,2007,265-274)。在这两种情形中，存在对遗传物质(例如DNA/RNA)的粘合力，但是仍然没有提及引入的侧链具有多重键，因此，上述有限的应用官能性的缺点仍然存在。