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1、第25卷第2期胶体与聚合物Vol.25No.22007年6月ChineseJournalofColloid&polymerJun.2007靶向壳聚糖基因载体与水溶性量子点的自组装张伟程时远闫翠娥(湖北大学化学化工学院武汉430062)摘要将透明质酸(HA)接枝到四种不同分子量的壳聚糖(CS)上,获得了靶向壳聚糖基因载体。将CS及接枝CS分别与水溶性量子点(QDs)自组装,研究发现,相对于纯QDs,CS/QDs复合物及接枝CS/QDs复合物的荧光强度均明显增强,荧光发射峰位发生红移。复合物呈核/壳结构,QDs被包裹在核内。和CS/QDs复合物相比,接枝CS/QDs复合
2、物的尺寸更小,分布更为均一。关键词壳聚糖;透明质酸;基因载体;量子点;自组装壳聚糖(CS)因优良的生物相容性和可生物酶(EC3.2.1.35,typeI-S,451units/mg),Sig-降解性,成为当今最具潜力的非病毒性基因载体ma-Aldrich。其余试剂均为分析纯试剂。透析袋[1](膜截留分子量MWCO=8000～10000),美国产之一,其主要不足在于水溶性差,转染效率不[2]品;一次性针头式过滤器(0.22μm),Millipore。高,对不同细胞转染能力差别很大。透明质酸(HA)具备优良的生物相容性,能与细胞表面受荧光光谱仪(ShimadzuRF-5
3、40,日本),透射体CD44特异性结合,而CD44在多种癌细胞表电子显微镜(TEM,JEM-100XS,日本),元素分析[3]仪(VarioELⅢ,德国)。冷冻干燥机(LGJ-12,国面超量表达。因此,将HA接枝到CS上,在不影响CS生物相容性的前提下,赋予CS载体良好产)涡旋混合仪(WH-3,国产)。的靶向性,进而提高其转染效率。1.2CS脱乙酰度的测定作为荧光探针,QDs的光学特性比传统有机参照文献6,用酸碱滴定法测四种分子量CS[4]的脱乙酰度。染料具有明显的优越性,如QDs激发光谱宽,荧光发射光谱窄而对称,荧光寿命比有机染料的寿1.3靶向壳聚糖基因载体的合成
4、及表征命长1～2个数量级。最近,在生物医学成像领域准确称取一定量的CS样品,加醋酸搅拌至以高量子产率的水溶性量子点作荧光探针特异溶解完全,将溶液pH值调到4.7,用一次性针头性标记生物大分子,细胞及整个动物体,已取得式过滤器将溶液过滤后加入圆底烧瓶中。称取一[5]定量酶解过的低分子量HA,加入1.0MNaCl溶重大进展。为探索壳聚糖基因载体转染机理,以高产率液溶解,向HA液中加入EDC,混合至溶解。然后水溶性量子点标记基因载体,动态跟踪载体与基加入预先制备好的CS溶液,于37℃下水浴搅拌因复合物转染细胞全过程,应是一种比较简便和反应7d。调节pH值到9.0使反应终止
5、,将反应产直观的方法。因此,本文着重考察了壳聚糖及靶物用pH值为7.4的PB缓冲溶液透析3d,然后向基因载体与水溶性量子点(QDs)自组装的条用超纯水透析3～4d,除去未反应完全的反应物。件,测定其最佳相互作用浓度,并观察了复合物将透析产物于冷冻干燥机中冻干,产物于干燥器的形貌,这为进一步标记载体与基因复合物,研内保存。用元素分析仪测定CS接枝前后各元素究其与细胞相互作用过程进而阐明壳聚糖基因的含量,计算接枝率。载体的细胞转染机理奠定了基础。1.4壳聚糖及接枝壳聚糖与量子点的自组装QDs为本实验室合成,合成方法见文献7。将1实验部分一系列不同分子量的CS及接枝壳聚糖
6、用少量乙1.1试剂与仪器酸-乙酸钠溶液溶解后,加水稀释到一定浓度,用壳聚糖(CS,分子量A16000,B147000,孔径为0.22μm的一次性针头式过滤器过滤,配C1145000,D1201000),浙江金壳生物化学有限公制成一定pH值的CS及接枝CS溶液。将绿色司;透明质酸(HA),正大福瑞达生化有限公司,QDs用高纯水透析,各取等体积的量子点溶液,分析纯;1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC),≥98%,Sigma-Aldrich;透明质酸*收稿日期:2006-10-20第2期张伟等:靶向壳聚糖基因载体与水溶性量子点的自组装9置于不同的反应
7、瓶中,按不同比例加入一定量的CS/QDs或接枝CS/QDs复合物,QDs表面形成一CS溶液或接枝CS溶液,再分别加入相应量的高层聚合物包覆物,类似于半导体核壳结构,起到纯水,使各反应瓶总体积相等。将溶液置于涡旋钝化表面和电子限域作用而使荧光增强。研究还混合仪上混合均匀,超滤除去未组装的QDs。发现,当荧光强度达到最大值时,CS/QDs和接枝-3CS/QDs的体积比基本相同,为7×10。随后,荧2结果与讨论光强度又逐渐降低,这是由于QDs与CS(或接枝2.1CS脱乙酰度的测定CS)完全作用后,继续加入的CS(或接枝CS)只四种CS按分子量由小到大的顺序依次编号能起
