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目的: 1、合成和鉴定叶酸偶联壳聚糖(FA-CS),制备 FA-CS纳米粒并优化反应条件,观察293T细胞对纳米粒的吸收情况。 2、以FA-CS纳米粒为非病毒基因载体,研究其与超声(US)或US和声诺维微泡(MB)联合应用转染293T细胞的效率,并比较不同转染方式对293T细胞活性的影响。 方法: 1、采用还原酰胺化法合成FA-CS,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)鉴定合成的产物。2、采用复凝聚法制备 FA-CS纳米粒,通过正交实验优化反应条件,采用马尔文粒度仪和透射电子显微镜(TEM)分析纳米粒的粒径分布、表面电荷和形态;倒置荧光显微镜观察293T细胞对纳米粒的吸收情况。 3、以表达绿色荧光蛋白的质粒(pEGFP-C3)为报告基因,采用复凝聚法制备叶酸偶联壳聚糖载基因(FA-CS/P)纳米粒,通过马尔文粒度仪和TEM观察评估纳米粒的粒径分布、表面电荷和形态,琼脂糖凝胶电泳实验分析FA-CS与质粒的结合情况,紫外微量分光光度计检测包载率。 4、体外转染实验分为8组:空白对照组(C)、单独质粒组(P)、壳聚糖载基因纳米粒组(CS/P)、FA-CS/P纳米粒组(FA-CS/P)、超声+声诺维微泡+质粒组(US+MB/P)、超声+FA-CS/P纳米粒组(US+FA-CS/P)、超声+声诺维微泡+FA-CS/P纳米粒组(US+MB+FA-CS/P)、脂质2000转染组(L),通过荧光显微镜、流式细胞仪分析细胞的基因转染效率;应用CCK-8法测定不同处理方式对293T细胞活力的影响。 结果: 1、FTIR显示叶酸和壳聚糖的反应产物形成酰胺键,表明叶酸成功与壳聚糖偶联; 2、经正交实验优化,在FA-CS浓度为0.1 mg/ml、硫酸钠浓度为50 nmol/L、反应温度为55℃时可制备形态较为规则的纳米粒,其粒径为250.6 nm、Zeta电位为40.5 mV,PDI为0.268; 3、倒置荧光显微镜观察到293T细胞可有效吸收FA-CS纳米粒。 4、在FA-CS与质粒的质量比为3时,通过复凝聚法可制备粒径为355.1 nm、Zeta电位为10.4 mV的FA-CS纳米粒,其包载率为(90.8±1.8)%,TEM观察纳米粒的形态欠规则,但未见明显团聚现象,琼脂糖凝胶电泳实验观察到FA-CS可将基因滞留在加样孔中; 5、通过荧光显微镜观察到CS/P组,FA-CS/P组、US+MB/P组、US+FA-CS/P组和L组有明显绿色荧光,而US+MB+FA-CS/P组只有散在荧光,流式细胞仪检测显示:应用US后,FA-CS/P组的基因转染率升高到(17.13±0.30)%,但低于L组(41±2.51)%和US+MB/P组(21.13±5.5)%,差异具有统计学意义(P<0.05);而联合应用US和MB后,FA-CS/P组的转染率下降至(2.0±0.2)%,明显低于CS/P组,FA-CS/P组、US+MB/P组、US+FA-CS/P组和L组,差异具有统计学意义(P<0.05),与C组、P组相比无统计学差异(P>0.05)。 6、CCK-8实验显示CS/P纳米粒和FA-CS/P纳米粒对293T细胞的活力无明显影响,分别为(90.3±2.5)%、(87.2±1.0)%,与单独质粒处理组[(94.7±2.7)%]相比无统计学差异(P>0.05),明显高于脂质体转染组[(75.9±2.8)%],差异具有统计学意义(P<0.05);联合US辐照后,FA-CS/P转染组的细胞活力下降至(80.4±1.9)%,与FA-CS/P纳米粒和L转染组无明显差异(P>0.05),但高于US+MB/P组[(70.6±1.6)%]和US+MB+FA-CS/P组[(64.1±4.6)%],差异具有统计学意义(P<0.05);US+MB+FA-CS/P转染组的细胞活力最低,为(64.1±4.6)%,与其他各组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。 结论: 本研究成功合成 FA-CS,并采用复凝聚法,通过优化反应条件制备了粒径小、分散均匀的FA-CS纳米粒,其可被293T细胞有效吸收;FA-CS能与质粒有效结合,形成粒径较小、分散均匀的纳米粒,具有较高的包载率;超声辐照可提高FA-CS纳米粒的基因转染率,但超声和微泡联合应用后,FA-CS纳米粒的基因转染效率明显下降,微泡、超声和FA-CS纳米粒联合应用可能不存在协同作用。