DNA和合成高分子的共聚物近年来成为研究的热点,DNA和高分子的复合物作为基因载体的研究也层出不穷,通过共价键连接的DNA和高分子的共聚物若能保持DNA的特性,并发挥高分子的独特性能,得到的生物材料在基因载体方面将有其独特的优势。论文对DNA与聚合物如聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素钠(CMC)和羟基硅油(PDMS)形成嵌段共聚物或接枝共聚物进行了系统研究,并对得到的产物用生物合成方法改性得到与其结构,探讨了合成高分子的自组装性能。1、首先是通过化学合成和生物合成的方法获得DNA和PEG的嵌段共聚物。通过PEG与马来酸酐反应,得到末端带有羧基的PEG衍生物,进一步用EDC和NHS对PEG的羧基进行活化,得到的带有N-羟基琥珀亚酰胺基团的PEG,在室温条件下与末端修饰有氨基的寡聚核苷酸(NH2-ODN)形成ODN-PEG和ODN-PEG-ODN嵌段共聚物。再通过聚合酶链式反应(PCR)过程,将ODN扩增为1.3k个碱基对的双链DNA,得到DNA-PEG和DNA-PEG-DNA的嵌段共聚物。PEG与ODN的反应产率在PEG分子量较小(3.4k)时,反应产率在90%以上,PEG分子量较大(20k)时,产率仅有30%。PEG的存在不影响ODN进行PCR过程。接上PEG的ODN和DNA在凝胶电泳中的迁移速率减慢。一定浓度下,PEG的存在可使DNA在云母片上均匀分布。经过PEG修饰的a-淀粉酶活性不变。通过BAS作用和碱基互补配对的作用,生成DNA/蛋白质的复合物。2、再者是用与DNA与PEG反应类似的方法获得CMC侧链接枝DNA的杂化共聚物。CMC上有较多的羧基可被修饰。在酸性条件下,用EDC和NHS活化CMC侧链上的羧基,随后与ODN-NH2反应,得到侧链接枝ODN的CMC-g-ODN, PCR后获得CMC-g-DNA杂化接枝共聚物。CMC所带的负电荷可以加快13k bp DNA在1%水平式琼脂糖凝胶电泳过程中的迁移速率,减慢其在垂直板变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移速率。3、最后用化学合成的方法得到了DNA侧链接枝PDMS的杂化共聚物,并对产物进行了自组装。利用异佛尔酮二异氰酸酯较强的化学反应活性,将PDMS的末端羟基和侧链上的活性氨基连接起来,得到DNA-g-PDMS。将产物分别溶于乙腈溶液和水溶液中,可以得到构象相反的核壳结构的球形胶束。胶束尺寸在两溶液中分别在250nm和300nm左右。向胶束中加入生物大分子牛血清蛋白,可以发现在有机溶剂中,胶束聚集,在水溶液中,胶束散开。