本研究利用等莫耳比例混合的陽離子型界面活性劑hexadecyltrimethylammonium bromide (HTMAB)與陰離子型界面活性劑sodium dodecylsulfate (SDS)生成離子對雙親分子(ion pair amphiphile IPA) hexadecyltrimethylammonium-dodecylsulfate (HTMA-DS)。然後以強制性製程由HTMA-DS和雙十四碳鏈陽離子型界面活性劑ditetradecyldimethylammonium bromide (DTDAB)製備出帶正電的陰陽離子液胞。為了提升液胞的基因轉染效率,先探討鈣離子的存在對陰陽離子液胞物化特性的影響,再探討陰陽離子液胞與DNA混合所形成之複合物的物化特性。所使用的分析方法包括粒徑/界面電位分析法、穿透式電子顯微鏡法、傅立葉紅外光譜法、Langmuir單分子層行為分析法、DNA電泳法及螢光偏極化法。 結果顯示鈣離子的加入會改變分散液中液胞間的靜電斥力,而降低液胞的物理穩定性。然而透過膽固醇的添加,可避免因鈣離子所造成的液胞物理穩定性下降。進一步分析顯示,液胞的物理穩定性除了與液胞間的靜電斥力有關外,膽固醇於液胞雙層膜中可增加液胞組成分子的運動性,而能調整分子的排列達到促進液胞物理穩定性的效果。 陰陽離子液胞與DNA的複合行為明顯與混合比例有關。由DNA電泳實驗可發現,當液胞與DNA的混合比例為30:1時,DNA可與液胞完全結合形成複合物。降低混合比例可使複合物帶負電,反之則獲得帶正電的複合物。此外,液胞分散液經稀釋後會降低液胞的物理穩定性。藉由螢光偏極化法的分析,可發現當液胞分散液稀釋後,液胞雙層膜中分子的運動性會隨著時間逐漸減少,使得液胞的物理穩定性降低。這可能是因為稀釋使得HTMA+由液胞溶出於分散相中的數目增加,而減低了液胞表面的電荷密度。 高濃度的液胞與DNA混合形成的帶正電複合物,其物理穩定性會因為複合物之間的靜電斥力不足而產生聚集現象。在低混合比例下所形成的液胞/DNA複合物中,則因液胞分散液經稀釋後所造成雙層膜內分子排列特性的改變,而導致複合物物理穩定性的下降。 利用3-(4 5-dimethylthiazol-2-yl)-2 5-diphenyltetrazolium bromide(MTT)分析法評估HTMA-DS/DTDAB與HTMA-DS/DTDAB/膽固醇混合系統所形成的陰陽離子液胞對HS68細胞的毒性,結果顯示與商用之基因轉染載體有類似的結果。進一步觀察綠色螢光蛋白基因於轉染後在細胞內的表現量,顯示以HTMA-DS/DTDAB混合系統所形成之陰陽離子液胞系統有做為基因轉染載體的潛力。分別改以雙十六碳鏈的dihexadecyldimethylammonium bromide (DHDAB)與雙十八碳鏈的dioctadecyldimethylammonium bromide(DODAB)取代雙十四碳鏈的DTDAB所製備出之陰陽離子液胞,並評估其對HEK細胞的毒性,發現含DHDAB的液胞有較低的細胞毒性,且有較佳的轉染效率。
帶正電陰陽離子液胞及其與DNA形成之複合物的物理穩定性
承軒, 李. (Author). 2015 7月 6
學生論文: Doctoral Thesis