超顺磁Fe3O4/SiO2-聚乙烯亚胺复合微球的制备及基因传递应用

摘要

背景：在基因治疗中选择合适、低毒、对人体和环境无害的载体，使基因高效地转移至靶向部位并有效表达相关产物尤为关键。目的：制备超顺磁性Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球。方法：通过乳化溶剂挥发法制备Fe3O4纳米粒子聚集体，再利用stober法合成超顺磁性Fe3O4/SiO2核壳型微球，进一步在该微球表面修饰聚乙酰亚胺，得到超顺磁性Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球，并对其进行透射电镜、Zeta电位和磁性等结构性能表征。将Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球与Plasmid DNA按照不同的质量比（29∶1，39∶1，49∶1，59∶1，68∶1，78∶1，88∶1）混合，通过凝胶电泳测定该复合微球与绿色荧光蛋白基因的结合能力。将Plasmid DNA分别与Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺、聚乙酰亚胺混合，通过共聚焦荧光显微镜观测其在HeLa细胞中转染绿色荧光蛋白基因的情况。结果与结论：成功合成了Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球，分散性良好，粒径分布均匀，约为100 nm，表面电荷为21.07 mV，饱和磁化强度为28.05 emu/g，为超顺磁性。随着复合微球与Plasmid DNA质量比的不断增加，越来越多的Plasmid DNA质粒被吸附在Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球上，此时Plasmid DNA质粒过量，当质量比达到59∶1时，所有的pDNA质粒都被吸附在复合微球上；质量比大于59∶1时，复合微球过量，因此质量比为59∶1时二者均无过量，结果较好，用于 HeLa 细胞转染。与聚乙酰亚胺相比， Fe3O4/SiO2-聚乙酰亚胺复合微球可显著提高Plasmid DNA的转染效率。