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阳离子聚合物载体相比于非病毒基因载体具有生物安全性高、化学性质稳定、易于制备、结构可修饰性强等优点,在基因治疗领域具有重要应用前景,是基因载体研究的重点。本文采用可逆加成.断裂链转移活性自由基聚合(RAFT)设计合成了一系列N.3-胺丙基甲基丙烯酰胺(APMA)-co-N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)共聚物；通过胍基化以提高阳离子聚合物的细胞膜穿透功能,并对共聚物侧链进行半乳糖基团修饰,提高其细胞靶向功能；同时,考察了共聚物与质粒DNA(plasmid DNA)的复合性能。
首先,研究了N-3-胍丙基甲基丙烯酰胺(APMA)-co-N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺(GPMA-co-HPMA)共聚物的制备与性能。合成了N-3-胺丙基甲基丙烯酰胺(APMA),将APMA和N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)单体混合,4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)(ACVA)作为引发剂,通过RAFT共聚方法制备得到APMA-co-HPMA无规共聚物,进一步采用胍基化试剂1-H-吡唑-1-甲脒盐酸盐将APMA-co-HPMA共聚物侧基上的伯胺基全部胍基化,制备得到GPMA-co-HPMA共聚物。GPMA-co-HPMA共聚物的GPMA链节带有的正电性胍基具有促进细胞膜穿透功能,亲水的HPMA链节具有正电荷掩蔽效应。GPMA-co-HPMA共聚物的分子量由静态光散射法测定。结果显示,GPMA-co-HPMA共聚物的重均分子量为49900-71000／mol。GPMA-co-HPMA共聚物与pDNA的复合性能由琼脂糖电泳阻滞实验分析,GPMA-co-HPMA共聚物／pDNA复合物粒径和表面电位由动态光散射仪表征。结果表明,GPMA-co-HPMA共聚物与pDNA的最小复合电荷比(N／P)<1；当N／P≥4时,zeta电位为正值。GPMA-co-HPMA共聚物／pDNA复合物粒子的平均粒径约150～300nm,显示了GPMA-co-HPMA共聚物优异的pDNA压缩能力。
其次,设计合成了一种具有肝细胞靶向的半乳糖化HPMA-b-GPMA(Galactosylated-HPMA-b-GPMA,简写为Gal-HPMA-b-GPMA)嵌段共聚物阳离子载体。利用RAFT聚合制备了不同嵌段比的HPMA-b-APMA共聚物,然后在共聚物侧链氨基上接枝具有肝细胞靶向的半乳糖基团,并将剩余伯胺基全部胍基化,制备得到Galactosylated HPMA-b-GPMA嵌段共聚物(Gal-HPMA-b-GPMA)。Gal-HPMA-b-GPMA共聚物的重均分子量在4860.0～76240g／mol之间。经硫酸苯酚法测定,半乳糖接枝率为6.5～8.0％。当N／P≥4时,Gal-HPMA-b-GPMA共聚物可有效压缩质粒DNA至复合物粒径在100～250nm之间,zeta电位为正值。Gal-HPMA-b-GPMA共聚物载体结合了半乳糖基团的靶向作用,胍基的DNA压缩和细胞膜穿透能力,以及亲水性的HPMA链段的屏蔽保护作用,在肝靶向基因治疗领域有潜在应用前景。