[发明专利]一种高强度超分子水凝胶及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种高强度超分子水凝胶的制备方法，包括以下步骤1）聚乙二醇—聚己内酯—聚阳离子共聚物的合成；2）共聚物/核酸复合物溶液的制备；3）将步骤2）获得的共聚物/核酸复合物溶液与α‑环糊精溶液混合制得高强度超分子水凝胶。本发明还涉及由上述方法制得的高强度超分子水凝胶及其应用。本发明的水凝胶的形成过程不存在化学交联反应，有效地避免了化学交联反应副产物对核酸活性的影响，具有高效的基因传递效果，制备方法方便快捷，可以室温下成型，利于保持被包埋基因的生物活性以及材料的生物相容性。该凝胶同时改善了目前同类凝胶材料降解较快的缺点，可长时间释放核酸2个周以上，实现了长时间持续转染的目的。

主权项

一种高强度超分子水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)聚乙二醇—聚己内酯—聚阳离子共聚物的合成；2)将浓度为0.5～2.0μg/mL的核酸溶液与质量百分比浓度为6～20％的聚乙二醇—聚己内酯—聚阳离子共聚物溶液混合均匀，室温条件下静置，得到共聚物/核酸复合物溶液；3)向步骤2)所得的共聚物/核酸复合物溶液中加入等体积质量浓度为10～20％的α‑环糊精溶液，搅拌混合均匀，室温条件下静置，得到超分子水凝胶基因载体材料；步骤1)中所述聚乙二醇—聚己内酯—聚阳离子共聚物的合成方法为：a、聚乙二醇—聚己内酯嵌段聚合物的合成将干燥的聚乙二醇类聚合物、己内酯单体、辛酸亚锡加入到反应装置中，利用油泵在室温条件下抽真空20‑40分钟；然后将反应装置密闭，油浴或电加热至100—130摄氏度，反应12‑24小时；反应结束后，将产物冷却至室温，用二氯甲烷/石油醚重结晶，40‑60摄氏度真空干燥，得到聚乙二醇—聚己内酯嵌段聚合物；b、聚乙二醇—聚己内酯嵌段聚合物的活化将干燥的聚乙二醇—聚己内酯嵌段聚合物溶解于干燥的二氯甲烷与吡啶的混合溶液中，加入对甲基苯磺酰氯，室温条件下避光反应，反应结束后，反应液用等体积的氯化氢溶液进行萃取，有机层用碱进行中和、过滤，旋转蒸发除去二氯甲烷后得到聚乙二醇—聚己内酯‑对甲苯磺酸酯；c、聚乙烯亚胺接枝聚乙二醇—聚己内酯共聚物的合成将聚乙二醇—聚己内酯‑对甲苯磺酸酯与聚乙烯亚胺溶解于去离子水中，于40～60℃条件下进行反应，反应结束后将混合物冷却至室温，在纯水中透析3天，得到聚乙烯亚胺接枝聚乙二醇—聚己内酯共聚物的合成，即聚乙二醇—聚己内酯—聚阳离子共聚物；所述聚乙二醇类聚合物为聚乙二醇单甲醚，所述聚乙二醇单甲醚的重均分子量为1000、1900、5000或10000；所述步骤a中干燥的聚乙二醇类聚合物由如下方法获得：将聚乙二醇类聚合物置于真空干燥箱中40‑80摄氏度真空干燥12小时；所述步骤a中干燥的己内酯由如下方法获得：将己内酯单体减压蒸馏；所述聚乙二醇类聚合物、己内酯单体、辛酸亚锡三者的质量比为500：100—500：1；所述二氯甲烷与石油醚的体积比为3‑6:1；所述步骤b中所述二氯甲烷与吡啶的体积比为3—5:1；所述干燥的二氯甲烷与吡啶的混合溶液通过如下方法获得：将氢化钙粉加入到二氯甲烷或吡啶溶液中，室温条件下搅拌24小时后蒸馏，其中每500ml二氯甲烷或吡啶溶液中加入的氢化钙为1‑2克；所述聚乙二醇类聚合物与对甲基苯磺酰氯的摩尔比为1:1～3；所述氯化氢溶液的摩尔浓度为1—3mol/L；所述碱为碳酸氢钠，所述碱的用量为每100毫升有机相中加入2～5克；所述避光反应的时间为24～48小时；所述旋转蒸发操作时的温度为40～50℃；所述步骤c中聚乙烯亚胺的重均分子量为1200、1800、2500、10000或25000；所述聚乙二醇—聚己内酯‑对甲苯磺酸酯与聚乙烯亚胺的质量比为0.3～2：1；每100ml去离子水含有8～16g聚乙烯亚胺；反应时间为72—96h；透析操作中使用的透析袋的截留重均分子量为3000～30000。