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本论文主要研究了温度敏感壳聚糖(CS)-接枝-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)/月桂酸乙烯酯(VL)共聚物(PNVLCS)的制备,及其与DNA形成聚电解质复合物的性质以及此复合物介导的基因转染,主要内容包括以下三个方面:1)对壳聚糖进行改性,制备出温度敏感壳聚糖-接枝-NIPAAm/VL共聚物,并以多种手段考察PNVLCS的物化性能。通过红外光谱和1HNMR谱确认共聚物的结构,并以GPC测定产物的分子量,浊度法和DSC实验揭示共聚物水溶液具有温度响应性,LCST大约为26℃。
2)通过多种物理化学方法对共聚物PNVLCS/DNA复合物进行研究,考察PNVLCS与DNA的相互作用、复合物中DNA的构象变化和复合物的粒径以及温度对其的影响。通过31PNMR谱和圆二色谱的分析得知,DNA在与载体形成聚电解质复合物时引起价键的微小扰动,DNA由B型构象转变为C型构象,PNVLCS倾向于结合到DNA的小沟区域。变温UV和变温CD实验证实,在温度升高跨越LCST时,载体发生相转变使得与DNA之间的相互作用加强,结合更加紧密。对PNVLCS/DNA复合物的TEM的观测和动态光散射测试表明,DNA复合物的粒径因电荷比的不同而异,在高电荷比时可形成尺寸较小的纳米尺度颗粒,复合物的形态基本呈现均一的小球状。复合物的电泳实验揭示,PNVLCS可与DNA形成复合物,相比较而言,37℃条件下形成的复合物更稳定,能够更显著地限制DNA的移动。
3)以C2C12小鼠成肌细胞为宿主细胞,以壳聚糖和共聚物PNVLCS为载体,介导含β-半乳糖苷酶报告基因质粒的转染,通过测定表达β-半乳糖苷酶的活性以确定基因转染效率,考察温度对转染率的影响。结果表明,PNVLCS可成功地将pTracerTM-CMV/Bsd/lacZVector质粒转入C2C12细胞内,壳聚糖载体的转染效率比裸DNA转染效率高4-5倍,而PNVLCS的转染效率可通过调控转染介质的温度而进一步提高,成功地实现了对转染效率的温度可控性。