[发明专利]一种纳米磷酸钙/聚合物复合基因转染试剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基因转染试剂及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种纳米磷酸钙/聚合物复合基因转染试剂及其制备方法和应用，属于生物医药技术领域。

背景技术

近年来，基因治疗作为一种对抗癌症及其它顽固疾病的有效手段而受到了人们的广泛关注。基因治疗是一种将外源基因导入目的细胞并有效表达，从而达到治疗疾病的治疗方法，它为先天性遗传疾病和严重后天获得性疾病的治疗提供了一条很有发展前景的新途径。但裸露的基因很难超越人体生理屏障而有效进入细胞进行表达，因此需要合适的基因载体作为辅助。基因载体分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体虽然基因转染效率较高，但由于安全性方面的隐患使其应用受到很大限制。而非病毒载体由于较高的安全性而成为一个研究热点。目前，磷酸钙类纳米载体是很有发展前景的非病毒基因载体。磷酸钙是人体硬组织中的一种重要的无机成分，普遍存在于在骨、牙齿等部位中。由于磷酸钙具有良好的生物相容性和可降解性、骨传导性和骨结合能力，所以其在生物材料领域如药物装载、蛋白质传输、骨修复以及基因转染方面有着良好的应用前景。探索高效磷酸钙类纳米基因载体的制备方法，对于其在生物医药领域中的应用具有重要的科学意义和应用价值。

目前磷酸钙类基因载体可根据产品状态分为磷酸钙纳米颗粒和磷酸钙转染试剂。Olton等人报道了磷酸钙/DNA单分散纳米颗粒的制备方法及其在基因转染中的应用(Biomaterials，2007，28，1267-1279)；Wang等人报道了磷酸钙/PLGA-mPEG复合纳米多孔球的制备及其在基因转染中的应用(J.Mater.Chem.，2010，20，1161-1166)；Wu等人在水热条件下，以PVP和PLGA-mPEG调控磷酸钙的生长，制备了羟基磷灰石纳米棒，并研究了其基因转染性能(J.Colloid Interf.Sci.，2010，345，427-432)。对于磷酸钙转染试剂，Graham等在1973年首先发明了磷酸钙转染试剂的制备方法并研究了实验条件对性能的影响(Virology，1973，63，456-467)；Kazizawa等人制备了磷酸钙/嵌段共聚物复合载体，其中嵌段共聚物被用来控制磷酸钙的生长，调控其尺寸(Adv.Mater.，2004，16，699-702)。

聚合物是指由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子量大、具有重复结构单元的有机化合物。一部分聚合物由于其良好的生物相容性和可降解性在生物医药领域有着广泛的应用。聚合物由于具有较高的分子量和丰富的官能团，有助于调控无机纳米颗粒的形貌、尺寸和表面电位，此外也可以改善无机材料的生物相容性。在聚合物中，两亲性嵌段共聚物同时含有亲水和亲油链段，在溶液中可以进行自组装形成具有特定形貌的胶束。在非极性溶剂中，亲油链段由于和非极性溶剂亲和大而伸展，亲水链则卷曲；反之，在极性溶剂中，亲水链段由于和极性溶剂亲和性大而伸展，亲油链则卷曲。伸展的链运动能力提高，卷曲的链运动能力降低。两亲性聚合物可以在水中形成以亲水段为壳、疏水段为核的棒状、球状、囊泡状等胶束结构。在有机溶剂中则形成结构相反的“反胶束”。研究表明，胶束还可能通过进一步的组装形成结构规整的超分子聚集体，这些聚集体一般为空腔结构，尺度大多在纳米范围内，是制备纳米结构的良好模板，有助于调控无机纳米结构的形貌、尺寸和表面电位。

传统的磷酸钙转染试剂存在成份单一、转染效率不高以及实验重复性差等问题。研究一种不仅可以调节基因转染过程中磷酸钙纳米颗粒的形貌、尺寸和表面电位，还能有利于载体和DNA的结合，改善转染试剂的生物相容性和生物可降解性的转染试剂，将对扩展磷酸钙类生物材料的应用范围具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的缺陷和问题，提供一种转染效率高、生物相容性及可降解性好的纳米磷酸钙/聚合物复合基因转染试剂及其制备方法和应用，以扩展磷酸钙类生物材料的应用范围。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米磷酸钙/聚合物复合基因转染试剂，包括试剂A和试剂B，其中：试剂A包括水溶性钙盐、缓冲剂和生理盐水；试剂B包括水溶性磷酸盐、缓冲剂和生理盐水；所述的试剂A和/或试剂B中还包括一种或二种以上的生物友好型聚合物；试剂A与试剂B的体积比不限。