[发明专利]一种纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素纳米晶‑聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体及其制备方法，包括纤维素纳米晶内核以及包覆在内核外的聚乙烯亚胺壳层，纤维素纳米晶内核和聚乙烯亚胺壳层通过静电引力发生相互作用而紧密结合。本发明的基因载体具有良好的生物相容性和高基因转染效率，并降低载体毒，可以回收利用，能降低基因转染的成，制备方法简单，成本低。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别涉及一种纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体及其制备方法。

背景技术

基因载体是一种将基因传递进细胞的工具，其主要作用是运载目标基因进入宿主细胞并使其能够成功进行复制和表达，广泛应用于生物医药、细胞工程、酶工程、分子生物学等领域。聚乙烯亚胺(PEI)作为阳离子基因传递载体被应用于生物医学研究，但是PEI在提高基因转染效率的同时也增加了细胞毒性，因此其在生物体内的应用受到制约。如何实现PEI的低毒高效基因转染成为一大难题。

纤维素纳米晶是一种制备过程简单、廉价、获取便利的生物高分子材料，对环境友好、可降解和可再生，主要应用于高性能复合材料中。纤维素纳米晶具有高强度、高结晶度等特性，通过对其进行表面改性、与其他纳米材料复合，可以赋予它更多的性能，这也使得纤维素纳米晶在许多领域中具有巨大的潜能和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体，通过纤维素纳米晶外壳层使基因载体具有良好的生物相容性，通过聚乙烯亚胺使材料获得高基因转染效率。

本发明的另一目的在于提供上述纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体，包括纤维素纳米晶内核以及包覆在内核外的聚乙烯亚胺壳层，纤维素纳米晶内核和聚乙烯亚胺壳层通过静电引力发生相互作用而紧密结合。其中，纤维素纳米晶的表面带有负电荷，聚乙烯亚胺的表面带有正电荷，因此两者可形成静电相互作用。

上述纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体的制备方法，包括下述步骤：

(1)将聚乙烯亚胺(分子量为25kDa-750kDa)和1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐加入反应容器，充分混合，然后将纤维素纳米晶加入反应容器中，搅拌反应，获得纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺混合物；

(2)向纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺混合物中加入环氧氯丙烷，搅拌反应，获得纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体。

步骤(1)中，聚乙烯亚胺和1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐的质量比为1:(20～100)，聚乙烯亚胺与纤维素纳米晶的质量比为1:(0.5～5)。

步骤(1)中，充分混合的温度为30～100℃；时间为1～60min。

步骤(2)中，聚乙烯亚胺和环氧氯丙烷的摩尔比为1:(0.5～3)。

步骤(2)中，搅拌反应的温度为60～95℃；时间为1～600min。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明的基因载体，具有良好的生物相容性和高基因转染效率，并降低载体毒性。

(2)本发明的基因载体可以回收利用，能降低基因转染的成本。

(3)本发明的制备方法简单，成本低。

附图说明

图1为纤维素纳米晶-聚乙烯亚胺纳米复合物基因载体的结构示意图。

具体实施方式