超支化聚賴氨酸是一類具有高度支化三維結構的賴氨酸聚合物。同線型聚賴氨酸相比，其分子內有大量的支化點，分子鏈不易纏結，黏度小，具有優異的流動性能和成膜性能；超支化聚賴氨酸具有豐富的末端官能團，易對其進行修飾改性，有利於合成多樣的功能性材料。此外，由L‑賴氨酸聚合得到的超支化聚賴氨酸，在體內酶催化下可以降解為L‑賴氨酸，具有良好的生物相容性和生物可降解性，在化工 、生物、醫藥和健康領域具有廣泛的套用前景。
基本介紹
- 中文名：超支化聚賴氨酸
- 外文名：hyperbranched poly-L-lysine
- 主要作用：抗菌、促進細胞粘附和鋪展
結構特徵,合成方法,HBPL的作用,抗菌,解毒劑,藥物載體,基因轉染載體,顯影劑,頁岩抑制劑,超支化聚賴氨酸的安全性,
結構特徵
L-賴氨酸的線型聚合物有α-聚賴氨酸(PLL)和ε-聚賴氨酸(ε-pl)兩種，超支化聚賴氨酸分子結構中同時具有類似PLL和ε‑PL的結構單元。因此，超支化聚賴氨酸兼有PLL和ε‑PL的抗菌和促細胞粘附的功能。
合成方法
巴斯夫歐洲公司開發了一種新的高官能,高支化或超支化聚賴氨酸,其生產方法及其用途.浙江大學高分子科學與工程學系高長有教授團隊開發了具有低多分散性指數的超支化聚賴氨酸粉末及其生產方法。中國科學院長春套用化學研究所季生象研究員團隊超支化聚賴氨酸進行季銨化或通過賴氨酸季銨鹽與賴氨酸共聚獲得超支化聚賴氨酸季銨鹽。
HBPL的作用
超支化聚賴氨酸具有豐富的末端官能團，易對其進行修飾改性，有利於合成多樣的功能性材料；具有良好的生物相容性和生物可降解性，在化工 、生物、醫藥和健康領域具有廣泛的套用前景。
抗菌
據專利檢索，浙江大學高分子科學與工程學系高長有教授團隊，以HBPL為核心成分，開發了一系列抗菌醫用產品製備技術，例如， 一種兼具抗感染及促進骨結合功能的鈦植入體材料，一種能夠抗蛋白粘附、抗老化和抗菌的功能的醫用導管，一種促進創面無瘢痕癒合的抗菌敷料一種強韌抗菌水凝膠敷料
解毒劑
有研究已經證明，樹枝狀聚賴氨酸分子具有作為有效載體的功能，在體內研究中毒性低且可快速的經腎臟清除。這類分子溶解性高，粘度低，生物相容，無免疫原性，可生物降解。此外，研究已證實，超支化聚合物的核心連線了帶正電荷的胺基酸，如賴氨酸或精氨酸可提高細胞滲透效率。樹枝狀分子比線形分子具有明顯的對敵敵畏（DVC）的結合優勢。研究結果表明，由於結合基團的空間效應,賴氨酸功能化的聚酯樹枝狀分子在溶液中對DVC的俘獲效率提高，可以作為DVC的有效解毒劑。
藥物載體
Starpahrma公司利用其開發的樹枝狀聚賴氨酸進行抗癌藥物的負載和運輸，來增強藥物的藥理性質，確保了藥物在適當的時候被送到身體的適當部位，這種方法被稱為“藥物傳遞”，這項技術以DEP商標面市。DEP-Docetaxel（DEP樹狀多烯紫杉醇）是該公司利用DEP技術重點開發的一款抗癌藥物，也是最有效的一款藥物樹枝狀聚合物組合藥物。
基因轉染載體
陳學思院士團隊開發了含有超支化聚賴氨酸的聚陽離子基因載體顯著提高聚陽離子載體製備的複合物納米顆粒的轉染效率.另外,其能夠有效降低納米複合物顆粒的電荷密度,進而降低其細胞毒性.
陽離子的樹枝狀聚合物作為基因轉染載體的優勢，主要表現在能與核酸發生反應形成複合物，從而有效地防止核酸的降解。 與病毒和脂質體載體兩類載體相比，PAMAM具有更高的轉染效率和穩定性，同時能延長DNA在體記憶體活的時間。
顯影劑
中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所裴仁軍研究員團隊開發的超支化聚賴氨酸造影劑的生物相容性好，毒性低，高弛豫率，可從體內代謝。
頁岩抑制劑
巴斯夫歐洲公司提出了超支化聚賴氨酸在地下礦物油和天然氣礦床的開發,開採和完井中以及在深井中的用途,尤其是在水基鑽井岩漿,完井液或增產液中作為頁岩抑制劑的用途
超支化聚賴氨酸的安全性
經研究，HBPL 溶液的濃度從 25 μg/mL 升高至 1 mg/mL 時，與空白對照組相比，其對成纖維細胞的活力未產生顯著影響。這可能是由於其本身由胺基酸構成，且分子量較小，因此 HBPL 可被認為是一種具有低毒、高效的抗菌肽。
將其負載於研究水凝膠中，經 CCK-8 實驗表征，對應的細胞活力趨於 100%經統計學分析，與空白組無顯著性差異，可認定其對細胞無明顯毒性。
HBPL 具有良好的血液相容性。經研究，將不同濃度的 HBPL 溶液與抗凝血孵育後，未發現上清液中有明顯紅色，計算得溶血均小於 0.5%，可證明 HBPL 溶液在該濃度範圍內無明顯溶血現象，可認為 HBPL 具有良好的血液相容性。
