ຂ່າວ

ໂພລີເອທິລີນອີມີນ(ຫຍໍ້ໂດຍ PEI), ມີເລກ CAS 9002-98-6, ເປັນໂພລີເມີ cationic ທີ່ລະລາຍໃນນໍ້າ. ລັກສະນະຫຼັກຂອງມັນແມ່ນລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂອງມັນອຸດົມໄປດ້ວຍກຸ່ມອະມິໂນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍ (ອາມີນຂັ້ນຕົ້ນ, ອາມີນຂັ້ນສອງ, ແລະ ອາມີນຂັ້ນສາມ). ໂຄງສ້າງນີ້ກໍານົດຄວາມເປັນດ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ປະຕິກິລິຍາສູງ, ແລະຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະເຄມີທີ່ເປັນເອກະລັກ. ໂພລີເອທິລີນອີມີນມີຄຸນຄ່າໃນການນໍາໃຊ້ທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້ໃນຫຼາຍຂົງເຂດ.

I. ຂໍ້ມູນພື້ນຖານ: ໂຄງສ້າງ ແລະ ການຈັດປະເພດ

1. ໂຄງສ້າງທາງເຄມີ

ຫົວໜ່ວຍທີ່ຊ້ຳກັນຂອງ PEI ແມ່ນ -CH₂CH₂NH-, ແລະກຸ່ມອະມິໂນໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນຂອງມັນໃຫ້ຄຸນສົມບັດ cationic ທີ່ເຂັ້ມແຂງ (pKa≈10) - ເຖິງແມ່ນວ່າພາຍໃຕ້ສະພາບທີ່ເປັນກາງ ຫຼື ເປັນກົດອ່ອນໆ, ກຸ່ມອະມິໂນສາມາດຖືກໂປຣໂຕເນດໄດ້ (-NH₂→-NH₃⁺), ເຊິ່ງເປັນແຫຼ່ງຫຼັກຂອງຄວາມລະລາຍໃນນໍ້າ, ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຄວາມສັບສົນ ແລະ ການດູດຊຶມໜ້າດິນ.

ອີງຕາມໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ພວກມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຄື:

ໂພລີເອທິລີນອີມີນເສັ້ນຊື່ (L-PEI): ລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນເປັນເສັ້ນຊື່, ໂດຍມີອາມີນຂັ້ນສອງເປັນກຸ່ມອາມີນຫຼັກ (ປະມານ 90%), ແລະອັດຕາສ່ວນຂອງອາມີນຂັ້ນຕົ້ນ ແລະ ຂັ້ນສາມແມ່ນຕໍ່າ. ການແຈກຢາຍມວນໂມເລກຸນທຽບຖານແມ່ນແຄບ, ແລະ ຄວາມບໍລິສຸດສູງກວ່າ.

ໂພລີເອທິລີນອີມີນກິ່ງງ່າ (B-PEI): ລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂມເລກຸນປະກອບດ້ວຍລະບົບຕ່ອງໂສ້ຂ້າງຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ, ມີສັດສ່ວນທີ່ສົມດຸນຂອງອາມີນຂັ້ນຕົ້ນ (≈25%), ອາມີນຂັ້ນສອງ (≈50%), ແລະ ອາມີນຂັ້ນສາມ (≈25%), ແລະ ມີປະຕິກິລິຍາສູງກວ່າ. ມັນເປັນປະເພດທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດໃນອຸດສາຫະກໍາ.

2. ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ສຳຄັນ

II. ລັກສະນະຫຼັກ: ເປັນຫຍັງ PEI ຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ?

ຄຸນສົມບັດ cationic ທີ່ເຂັ້ມແຂງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຄວາມສັບສົນ: ກຸ່ມ amino ຫຼັງຈາກໂປຣໂຕເນຊັນມີປະຈຸບວກ ແລະ ສາມາດສ້າງສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ໝັ້ນຄົງກັບສານທີ່ມີປະຈຸລົບ (ເຊັ່ນ DNA, RNA, ສີຍ້ອມ anionic, ດິນເຜົາ ແລະ ໄອອອນໂລຫະ), ເຊິ່ງເປັນກົນໄກຫຼັກຂອງການກະທຳຂອງມັນໃນການສົ່ງ gene, ການບຳບັດນ້ຳ ແລະ ການດູດຊຶມໂລຫະ.

ປະຕິກິລິຍາສູງ: ກຸ່ມອະມິໂນ (ໂດຍສະເພາະແມ່ນອາມີນປະຖົມ) ສາມາດມີສ່ວນຮ່ວມໃນປະຕິກິລິຍາຕ່າງໆ (ເຊັ່ນ: ການເພີ່ມໄມເຄິລ, ການເປີດວົງແຫວນອີພອກຊີ, ການເກີດອະຊິເລຊັນ, ປະຕິກິລິຍາການເຊື່ອມຕໍ່ກັນ), ແລະ ສາມາດໃຊ້ເປັນຕົວແທນການເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ຕົວດັດແປງເພື່ອເຮັດໃຫ້ພື້ນຜິວວັດສະດຸເຮັດວຽກໄດ້.

ຄຸນສົມບັດການລະລາຍໃນນໍ້າ ແລະ ຄຸນສົມບັດການສ້າງຟິມ: ຄຸນສົມບັດການລະລາຍໃນນໍ້າທີ່ດີເຮັດໃຫ້ງ່າຍຕໍ່ການປຸງແຕ່ງ. ຫຼັງຈາກແຫ້ງແລ້ວ, ມັນສາມາດສ້າງຟິມທີ່ໜາແໜ້ນ, ແລະ ຟິມມີຄຸນສົມບັດການຍຶດຕິດ ແລະ ການປ້ອງກັນທີ່ແນ່ນອນ.

ຄວາມເປັນດ່າງທີ່ແຂງແຮງ: ຈຳນວນກຸ່ມອະມິໂນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍໃນໂມເລກຸນເຮັດໃຫ້ສານລະລາຍໃນນໍ້າຂອງມັນມີຄວາມເປັນດ່າງຢ່າງແຂງແຮງ (pH ≈10 ຫາ 12), ແລະມັນສາມາດເກີດປະຕິກິລິຍາເປັນກາງກັບສານທີ່ເປັນກົດ.

3.ໂພລີເອທິລີນອີນີມີນໃຊ້ສຳລັບຫຍັງ(ຈັດປະເພດຕາມສະຖານະການຄວາມຕ້ອງການ

1. ຂົງເຂດຊີວະວິທະຍາ (ຫຼັກ: ເວັກເຕີການຈັດສົ່ງພັນທຸກໍາ

PEI ແມ່ນໜຶ່ງໃນເວັກເຕີພັນທຸກໍາທີ່ບໍ່ແມ່ນໄວຣັດທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນ:

ຫຼັກການ PEI ທີ່ເປັນ Cationic ແລະ DNA/RNA ທີ່ເປັນ anionic ປະກອບເປັນ “ສະລັບສັບຊ້ອນ PEI-nucleic acid” ຜ່ານປະຕິກິລິຍາທາງໄຟຟ້າສະຖິດ, ເຊິ່ງບໍ່ພຽງແຕ່ປົກປ້ອງອາຊິດ nucleic ຈາກການຖືກທຳລາຍໂດຍ nucleases ແຕ່ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ພວກມັນເຂົ້າໄປໃນຈຸລັງຜ່ານ endocytosis. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, “ຜົນກະທົບຂອງຟອງໂປຣຕອນ” ຂອງ PEI (ການດູດຊຶມໂປຣຕອນພາຍໃນຈຸລັງຫຼັງຈາກການໂປຣຕອນ) ການກະຕຸ້ນການແຕກຂອງຖົງນໍ້າສາມາດສົ່ງເສີມການປ່ອຍອາຊິດ nucleic ເຂົ້າໄປໃນ cytoplasm;

ການນຳໃຊ້: ການປິ່ນປົວດ້ວຍພັນທຸກໍາ (ເຊັ່ນ: ການສົ່ງພັນທຸກໍາສໍາລັບເນື້ອງອກ ແລະ ພະຍາດທາງພັນທຸກໍາ), ການສົ່ງວັກຊີນກົດນິວເຄຼຍອິກ, ການທົດລອງການປ່ຽນຖ່າຍເຊລ (ສານເຄມີການປ່ຽນຖ່າຍ PEI ທີ່ນິຍົມໃຊ້ໃນຫ້ອງທົດລອງ);

ໝາຍເຫດ: PEI ທີ່ມີນ້ຳໜັກໂມເລກຸນສູງມີຄວາມເປັນພິດຕໍ່ຈຸລັງສູງ. ປະຈຸບັນ, PEI ທີ່ຖືກດັດແປງທີ່ມີຄວາມເປັນພິດຕ່ຳ (ເຊັ່ນ: PEI ທີ່ດັດແປງດ້ວຍ peG ແລະ ອະນຸພາກ PEI ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ) ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນແລ້ວ.

2. ຂະແໜງການບຳບັດນ້ຳ (ຫຼັກ: ສານຕົກຕະກອນ, ສານດູດຊຶມ)

ສານຕົກຕະກອນ: ຄຸນສົມບັດຂອງທາດ cationicໂພລີອີທິລອີນີມີນ PEIສາມາດກຳຈັດອະນຸພາກລະລາຍທີ່ມີປະຈຸລົບໃນນ້ຳ (ເຊັ່ນ: ດິນຊາຍ, ສານອິນຊີ, ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣຍ), ເຮັດໃຫ້ອະນຸພາກຕ່າງໆລວມຕົວກັນ ແລະ ຕົກຕະກອນ. ມັນຖືກໃຊ້ສຳລັບການເຮັດໃຫ້ນ້ຳດື່ມບໍລິສຸດ ແລະ ການບຳບັດນ້ຳເສຍອຸດສາຫະກຳ (ເຊັ່ນ: ການພິມ ແລະ ການຍ້ອມສີ, ນ້ຳເສຍຈາກການຜະລິດເຈ້ຍ), ໂດຍສະເພາະຢ່າງຍິ່ງເໝາະສົມສຳລັບການບຳບັດນ້ຳເສຍທີ່ມີຄວາມຂຸ່ນສູງ ແລະ ມີສານອິນຊີສູງ.

ສານດູດຊຶມ ກຸ່ມອະມິໂນຂອງ Polyethylenimine PEI ສາມາດສ້າງພັນທະປະສານງານກັບໄອອອນໂລຫະໜັກ (ເຊັ່ນ Cu²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Pb²⁺), ແລະສາມາດໃຊ້ສຳລັບການກຳຈັດໂລຫະໜັກໃນນ້ຳເສຍອຸດສາຫະກຳ. ມັນຍັງສາມາດເຮັດເປັນວັດສະດຸດູດຊຶມທີ່ດັດແປງໂດຍ polyethylenimine (ເຊັ່ນ: ຖ່ານກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານໂດຍ PEI, ເສັ້ນໄຍນາໂນ PEI) ເພື່ອເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມ.

3. ຂົງເຂດການດັດແປງພື້ນຜິວວັດສະດຸ (ຫຼັກ: ການດັດແປງໜ້າທີ່)

ການດັດແປງເຈ້ຍ/ເສັ້ນໃຍ: ການປຸງແຕ່ງເຈ້ຍດ້ວຍ Polyethylenimine PEI ສາມາດເສີມຂະຫຍາຍຄວາມແຂງແຮງຂອງປຽກ, ຄວາມຕ້ານທານນໍ້າ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການພິມ (ຜ່ານການເຊື່ອມໂຍງກັບກຸ່ມໄຮດຣອກຊິວເທິງໜ້າດິນເສັ້ນໃຍ), ແລະ ຖືກນຳໃຊ້ໃນການຜະລິດເຈ້ຍພິເສດ (ເຊັ່ນ: ເຈ້ຍບັນຈຸພັນ, ເຈ້ຍກອງ).

ການຮັກສາພື້ນຜິວໂລຫະ: ໂພລີເອທິລີນອີນີມີນສາມາດສ້າງຟິມປ້ອງກັນຢູ່ເທິງພື້ນຜິວໂລຫະ, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນຂອງໂລຫະ, ແລະຍັງສາມາດເປັນຕົວສົ່ງເສີມການຍຶດຕິດສຳລັບການເຄືອບໂລຫະ.

ການດັດແປງວັດສະດຸໂພລີເມີ: PEI ຖືກໃຊ້ເປັນຕົວແທນການເຊື່ອມຕໍ່ຂ້າມ ຫຼື ຕົວປັບຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ເພື່ອປັບປຸງຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງໂພລີເມີ (ເຊັ່ນ: ການດັດແປງການເຊື່ອມຕໍ່ຂ້າມຂອງໂພລີຢູຣີເທນ ແລະ ຢາງອີພອກຊີ), ຫຼື ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຂອງວັດສະດຸ (ເຊັ່ນ: ຟິມໂພລີໂອເລຟິນທີ່ດັດແປງດ້ວຍ PEI).

4. ການນຳໃຊ້ອຸດສາຫະກຳອື່ນໆ

ກາວ ແລະ ສານປະທັບຕາ: ກຸ່ມອະມິໂນຂອງ PEI ສາມາດເກີດປະຕິກິລິຍາເຊື່ອມໂຍງກັບອັນດີໄຮດ໌, ໄອໂຊໄຊຢາເນດ ແລະອື່ນໆ, ແລະ ສາມາດໃຊ້ເປັນຕົວແທນແຂງຕົວສຳລັບກາວທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງນໍ້າ. ໂພລີເອທິລີນອີນີມີນໃຊ້ສຳລັບການຍຶດຕິດໄມ້, ເຈ້ຍ ແລະ ໂລຫະ, ມີຄວາມແຂງແຮງໃນການຍຶດຕິດສູງ ແລະ ທົນທານຕໍ່ນໍ້າໄດ້ດີ.

ອຸດສາຫະກຳສີຍ້ອມ ແລະ ເມັດສີ: Polyethylenimine PEI ສາມາດໃຊ້ເປັນສານຍຶດຕິດສຳລັບສີຍ້ອມ cationic (ໂດຍສະເພາະສຳລັບການຍ້ອມເສັ້ນໄຍທຳມະຊາດເຊັ່ນ: ຝ້າຍ ແລະ ໄໝ), ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຍຶດຕິດ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຊັກລ້າງຂອງສີຍ້ອມ; Polyethylenimine ຍັງສາມາດໃຊ້ເປັນຕົວກະຈາຍເມັດສີເພື່ອປ້ອງກັນການລວມຕົວຂອງເມັດສີ.

ການສະກັດເອົານ້ຳມັນ: PEI ຖືກນຳໃຊ້ໃນການບຳບັດນ້ຳໃນບໍ່ນ້ຳມັນ (ເຊັ່ນ: ຕົວແທນປິດນ້ຳ ແລະ ຕົວແທນຄວບຄຸມໂປຣໄຟລ໌), ຫຼື ເປັນສານເຕີມແຕ່ງນ້ຳມັນເຈາະເພື່ອປັບປຸງຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງນ້ຳມັນເຈາະ.

ໂດຍການປັບນ້ຳໜັກໂມເລກຸນ (ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຕ່ຳ, ຄວາມເປັນພິດຕ່ຳ; ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນສູງ, ກິດຈະກຳສູງ), ໂຄງສ້າງ (ເສັ້ນຊື່ ທຽບກັບ ກິ່ງງ່າ), ແລະ ວິທີການດັດແປງ (peG-ylation, ການເຊື່ອມໂຍງຂ້າມ, ແລະ ການປະສົມ) ຂອງໂພລີເອທິລີນີມິນ, ການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃນຂົງເຂດລະດັບສູງ (ເຊັ່ນ: ການຈັດສົ່ງຢາແບບເປົ້າໝາຍ ແລະ ວັດສະດຸທີ່ເຮັດວຽກພິເສດ) ສາມາດຂະຫຍາຍອອກໄປຕື່ມອີກ.