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共轭聚合物具有光捕获性质,在生物医学应用方面可用作一类特殊的光敏剂。然而,由于它们对细胞和基因递送体系中的载荷DNA具有潜在的光毒性使其应用受限。本论文主要通过逐步混合的方法将微量具有不同光敏化能力的阳离子聚苯撑乙炔(cPPE)引入到不同纳米复合物颗粒表面聚合物壳层中,考察光化学内化(PCI)下cPPE增强基因转染能力,工作主要分为以下三个部分:第一部分:我们将微量的阳离子共轭聚合物,如阳离子聚苯撑乙炔,锚定在支化的聚乙烯亚胺(BPEI)/DNA纳米复合物壳层,构建一种新型智能的基因递送体系。在该基因递送体系中,光敏剂阳离子聚苯撑乙炔与核内的DNA被游离聚合物BPEI壳层分隔开,壳层的存在能有效抑制光诱导产生的单线态氧对DNA超螺旋结构的破坏。通过逐步混合的方法制备多元纳米复合物,DLS、TEM和激光共聚焦共定位成像等实验表明cPPE结合在纳米复合物表面。肝素竞争实验表明DNA超螺旋结构在光辐射条件下没有遭到破坏,聚合物壳层的存在保护核内的DNA。这种新型光响应的基因递送体系显著提高绿色荧光蛋白(pGFP)在肿瘤细胞内的转染,其转染效率由原来的BPEI/pGFP的14%提高到86%,同时对细胞活性不产生显著影响,很好地解决了 BPEI在低DNA用量情况下转染能力差的问题。我们利用共轭聚合物作为光敏剂的策略简单,安全,高效,在基因输送领域有潜在的应用价值。第二部分:考虑到BPEI对细胞毒性大的问题,另一种生物兼容性好的星状阳离子聚合物载体(SP)被用来替代BPEI,SP基因递送能力显著优于BPEI。引入痕量cPPE形成多组份纳米复合物通过PCI手段可以显著提高转染效率,在优化条件下pLuc递送转染效率是SP/pLuc纳米复合物的17.3倍,同时不同cPPE通过PCI手段增强SP基因递送的能力与cPPE的单线态氧量子产率成正比,说明主体阳离子聚合物载体的不同,没有明显影响cPPE通过PCI手段增强基因转染。这种通过光化学内化手段增强基因转染的方法简单,通用,非常有效,对于构建其他新型非病毒基因递送体系具有非常好的借鉴意义。第三部分:含胍基侧链的cPPE(P-OE-GUA)和含伯胺基团侧链的螺旋型cPPE(M-P-O-2)是另二种新型cPPE,P-OE-GUA保留了前面四种cPPE刚性共轭主链(苯环与炔基对位连接),侧基选用具有膜干扰能力的胍基进行修饰;M-P-O-2采用苯环与炔基间位连接的共轭主链,在水中自组装成显著不同于层状结构的螺旋结构。P-OE-GUA在水中溶解度有限,我们沿用前二章的工作方法,在SP/DNA纳米复合表面修饰上微量的P-OE-GUA,考察P-OE-GUA增强基因递送能力。P-OE-GUA在没有光辐射的条件下能够帮助增强SP/DNA基因转染,这与侧链的胍基基团有很大的关系。对于M-P-O-2,探索材料毒性,成像以及细胞内分布,发现M-P-O-2具有非常优异的生物兼容性,同时随着与细胞孵育时间的延长,细胞摄取能力有限,材料基本分布在细胞膜内。这一方面的研究还在初级阶段,后期还需要对P-OE-GUA和M-P-O-2二种材料进行更多的了解。