殼聚糖及其衍生物在抗菌與轉(zhuǎn)基因領(lǐng)域的研究.pdf

1、殼聚糖是一種源于自然界的多糖類生物大分子，具有良好生物相容性、生物可降解性、親水性、抗菌性等多種優(yōu)良性質(zhì)，并被廣泛應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。其中，用作抗菌材料和基因遞送材料是最為吸引人的兩大領(lǐng)域。我們從殼聚糖本身所具有的優(yōu)良性質(zhì)和化學反應活性出發(fā)，設計、合成并表征了多種可用于抗菌與轉(zhuǎn)基因領(lǐng)域的殼聚糖衍生物。本論文的研究內(nèi)容包括以下三個方面：
　　 （1）以EDC/NHS為催化劑，利用殼聚糖和精氨酸為原料，合成了三種不同精氨酸取代度（8

2、.7～28.4％）的殼聚糖-N-精氨酸樣品（chitosan-N-arginine，CS-N-Arg），并利用FT-IR、13C NMR、元素分析、X射線衍射、濁度法以及熱重分析表征了CS-N-Arg樣品的理化性質(zhì)。結(jié)果顯示，相比殼聚糖而言，CS-N-Arg樣品具有更多的無定形區(qū)，pH依賴性水溶性有所增加。同時，其熱穩(wěn)定性有所下降?？咕鷮嶒灡砻?，當樣品濃度高于150 ppm時，樣品能抑制實驗中所有細菌（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）的生長；

3、但是，當樣品濃度低于50 ppm時，樣品表現(xiàn)出促進細菌生長的特性；當樣品濃度介于50到150 ppm時，樣品的抗菌性能和自身的精氨酸取代度和濃度密切有關(guān)。這些結(jié)果表明殼聚糖-N-精氨酸樣品有望用來制作創(chuàng)傷敷料的成分來賦予其抗菌活性。
　　 （2）利用殼聚糖和縮水甘油基三甲基氯化銨（Glycidyl Trimethyl Ammonium Chloride，GTMAC）為原料，在中性水環(huán)境中，合成了三種不同季銨根取代度（12.4～4

4、3.7％）的N-（2-羥丙基三甲基）殼聚糖（N-(2-hydroxy)propyl-3-trimethyl ammonium chitosan chloride，HTCC），并利用FT-IR、1H NMR、電位滴定、X射線衍射以及熱重分析測定了HTCC樣品的理化性質(zhì)。結(jié)果顯示，相比殼聚糖而言，HTCC樣品具有更多的無定形區(qū)，同時，其熱穩(wěn)定性有所下降。細胞毒性實驗的結(jié)果顯示三種HTCC樣品的毒性均遠低于聚乙烯亞胺（分枝狀，25kDa）的。

5、HTCC樣品能與熒光素酶質(zhì)粒（pGL3）在溶液中自發(fā)形成納米微球。當HTCC樣品與質(zhì)粒的質(zhì)量比在3:1到20:1之間時，其粒徑分布于160到300 nm之間，同時，zeta-電位為10.8～18.7 mV。以Hela細胞為對象細胞，相比殼聚糖而言，體外轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻鱄TCC樣品表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)基因效率。HTCC的這些特點使其有望發(fā)展成為一種新的安全高效的非病毒轉(zhuǎn)基因載體。
　　 （3）利用殼聚糖、乳糖酸、GTMAC為原料，先后將乳

6、糖酸和GTMAC共價結(jié)合到殼聚糖的自由氨基上，得到半乳糖基化度和季銨根取代度分別為13.7％和30.8％的雙功能修飾的肝靶向殼聚糖衍生物（gal-HTCC），并利用FT-IR、1H NMR、元素分析、X射線衍射以及濁度法測定了gal-HTCC樣品的理化性質(zhì)。結(jié)果顯示，相比殼聚糖而言，半乳糖基化殼聚糖（gal-chitosan）和gal-HTCC樣品具有更多的無定形區(qū)，同時，水溶性也大為增加。以HepG2和Hela細胞為模型的細胞毒性實驗

7、顯示，gal-HTCC樣品的毒性遠低于聚乙烯亞胺（分枝狀，25kDa）的。Gal-HTCC樣品能與熒光素酶質(zhì)粒（pGL3）在溶液中自發(fā)形成納米微球。當gal-HTCC與質(zhì)粒的質(zhì)量比為3:1時，復合體的粒徑達到最小值（235nm）。以HepG2細胞為對象細胞，相比殼聚糖和gal-chitosan而言，體外轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻鱣al-HTCC樣品表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)基因效率。由上述結(jié)果可以看出gal-HTCC有望發(fā)展成為一種新的安全高效的肝靶向性非病毒