• 제목/요약/키워드: Polycationic polymer

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Nonviral Gene Delivery by a Novel Protein Transduction Domain

  • An, Songhie;Park, Jong-Sang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권9호
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    • pp.2589-2593
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    • 2013
  • Gene therapy using nonviral gene delivery carriers has focused on the development and modification of synthetic carriers such as liposomes and polymers. Most polymers that are commercially used are taking advantage of their polycationic character which allows not only strong ligand-DNA affinity but also competent cell penetration. Despite the relatively high transfection efficiencies, high cytotoxicity is continuously pointed out as one of the major shortcomings of polycationic polymers such as PEI. Studies on the utilization of peptides have therefore been carried out recently to overcome these problems. For these reasons, the human transcription factor Hph-1, which is currently known as a protein transduction domain (PTD), was investigated in this study to evaluate its potential as a gene delivery carrier. Although its transfection efficiency was about 10-fold lower than PEI, it displayed almost no cytotoxicity even at concentrations as high as $100{\mu}M$. Hph-1 was oxidatively polymerized to yield poly-Hph-1. The cell viability of poly-Hph-1 transfected U87MG and NIH-3T3 cells was almost as high as the control (untreated) groups, and the transfection efficiency was about 10-fold higher than PEI. This study serves as a preliminary evaluation of Hph-1 and encourages further investigation.

효과적인 유전자전달을 위한 표적성 리간드가 도입된 저분자량 수용성 키토산 나노입자의 제조 및 특성 (Characterization and Preparation of Low Molecular Weight Water Soluble Chitosan Nanoparticle Modified with Cell Targeting Ligand for Efficient Gene Delivery)

  • 허선행;장민자;김동곤;정영일;장미경;나재운
    • 폴리머
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    • 제31권5호
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    • pp.454-459
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    • 2007
  • 본 연구에서는 folic acid(FA)가 복합화된 저분자량 수용성 키토산(LMWSC) 나노입자(water soluble chitosan-folic acid nanoparticle, WSCFA)를 제조하고, 또한 DNA와 나노복합체 합성 및 특성을 분석함으로써 in vitro에서 세포내 독성을 평가하였다. WSCFA 합성을 확인하기 위하여 분광학적 분석 방법을 사용하여 분석하였으며, WSCFA 나노입자는 110 nm 이하의 입자 크기인 구형의 형태를 가지고 있음을 알 수 있었다. In vitro 세포내 독성 실험에서, WSCFA-DNA 복합체는 세포내 독성을 전혀 나타내지 않음으로 높은 세포 생존율을 보여주었다. 전기영동 실험을 통해 WSCFA의 DNA 응축능력을 확인하였고, in vitro에서의 전이효율은 형광 광도계에 의해 평가하였다.

Synthesis and Characterization of Degradable Polycationic Polymers as Gene Delivery Carriers

  • Kim, Hyun-Jin;Kwon, Min-Sung;Choi, Joon-Sig;Kim, Bo-Hye;Yoon, Jae-Keun;Kim, Kwan;Park, Jong-Sang
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권1호
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    • pp.63-67
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    • 2007
  • Biodegradable cationic poly(ester-amide) polymers were synthesized by double-monomer method, that showed excellent solubility in many organic solvents and water. Different degradation patterns were obtained by the regulation of monomer ratios and overall long period of time of DNA protection up to 12 days was shown by PicoGreen reagent assay. Good transfection profiles in the presence of serum and very low toxicity on mammalian cells may allow these polymers to become suitable for long-term gene delivery systems and therapeutic applications.

Trunk Injection of Citrus Trees with a Polymeric Nanobactericide Reduces Huanglongbing Severity Caused by Candidatus Liberibacter asiaticus

  • Ramiro Guerrero-Santos;Gabriela Cabrales-Orona;John Paul Delano-Frier;Judith Cabello-Romero;Jose Roman Torres-Lubian;Jose Humberto Valenzuela-Soto
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제40권2호
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    • pp.139-150
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    • 2024
  • Huanglongbing (HLB) is a disease caused by the phloem-limited Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) that affects the citrus industry worldwide. To date, only indirect strategies have been implemented to eradicate HLB. Included among these is the population control of the psyllid vector (Diaphorina citri), which usually provides inconsistent results. Even though strategies for direct CLas suppression seem a priori more promising, only a handful of reports have been focused on a confrontation of the pathogen. Recent developments in polymer chemistry have allowed the design of polycationic self-assembled block copolymers with outstanding antibacterial capabilities. Here, we report the use of polymeric nano-sized bactericide particles (PNB) to control CLas directly in the phloem vasculature. The field experiments were performed in Rioverde, San Luis Potosí, and is one of the most important citrusproducing regions in Mexico. An average 52% reduction in the bacterial population was produced when PNB was injected directly into the trunk of 20 infected trees, although, in some cases, reduction levels reached 97%. These results position PNB as a novel and promising nanotechnological tool for citrus crop protection against CLas and other related pathogens.

수식된 $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$ 고분자 피막전극을 이용한 U(VI)의 정량 (Quantitative Determination of $UO2^{2+}$ with Modified $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$ Polymer Film Electrode)

  • 차성극
    • 대한화학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.17-23
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    • 2000
  • 전기화학적으로 중합한 $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$의 다가 양이은성 고분자 피막전극을 $PF6^-/ClO_4^-$대이온의 비가 1:1 정도 되게 한 후에 우라늄과의 착물의 안정도상수가 각각 38.6과 17.5인 xylenoI orange와 diethyldithiocarbamate로 변성한 전극을 제작하였다. 이를 이용하여 용액중의 U(VI)을 정량할 수 있는 여러 회 사용이 가능한 전극을 제작하였다. 이 때에 분석용 신호를 얻기 위한 전극은 Pt/p-$[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$, ligand, U(VI)이며 염화은 기준전극을 사용하였다. 벗김전압전류 과정에서는 전자전달이 지배적인 과정이었으며, 검정선은 $1.0{\times}10^{-3}{\sim}1.0{\times}10^{-7}$ M 범위에서 0.99의 좋은 상관관계와 5${\sim}$8%의 상대 표준편차를 나타냈다.

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양이온 리포좀을 이용한 유전자 전달 및 발현서 첨가제의 효과 (The Effects of Supplements on the Plasmid Delivery and Expression in the Transfection Using Cationic Liposomes)

  • 최태부;박인철;홍석일
    • KSBB Journal
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    • 제13권4호
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    • pp.418-423
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    • 1998
  • Cellular transfections with cationic liposomes are widely empolyed for gene and oligonucleotide transfer in vitro because of their safety and ease of use. However, they still suffer from the low transfection efficiency comparing with viral vectors. Substantial effort shave been focused on increasing transfection efficiency by supplementing the liposome/DNA complexes(lipoplex) with various components. In this work, we tired three kinds of supplements, Poly-L-lysine(PLL), transferrin and a mixture of anionic lipids(PS/PE/PC), to study their effects on gene transfer yield and gene expression efficiency. PLL, a polycationic polymer, enhanced gene transfer yield by 3 times but the gene expression efficiency was increased only by 1.5 times. this result implies that PLL can enhance the transfection efficiency mainly by increasing the rate of outermembrane transport of lipoplex into the cells. On the other hand, transferrin which can facilitate the gene transfer via ligand-receptor interaction gave not only increased gene transfer yield but also enhanced gen expression efficiency by 2.8 times. Transferrin seems to contribute to the escape of plasmid from endosomes through ligand-receptor recycle mechanism. When the cells were treated with a mixture of anionic lipids for 3 hours before the transfection, gene transfer yield was slightly decreased but the gene expression efficiency was enhanced by 1.9 times. This is presumably due to the accelerated liposome-plasmid dissociation by the anionic lipids, and the increased delivery of plasmid to the nucleus. According to these results, it is clear that the supplementation to ameliorate transfection efficiency with cationic liposomes should be contrived in the direction of increasing delivery of plasmid.

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몇 가지 아미노산으로 변성한 $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$ 고분자 피막 전극을 이용한 수은의 정량 (Determination of Mercury at Electrodes Modified with Poly-$[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$ Incorporating Amino Acids)

  • 차성극
    • 대한화학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.542-548
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    • 1996
  • 전기 화학적으로 중합한 $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$의 다양이온성 고분자 피막에 이온교화법으로 회합시킨 리간드, 즉 methionine, serine 및 threonine으로 변성한 전극을 이용하여 용액 중에 수은을 정량하였다. 이때 분석적 신호는 전극 표면에 고정된 수은/리간드 착물의 산화-환원 응답이다. 이 고분자 피막을 전기적으로 중합할 때 사용한 지지 전해질은 $KPF_6$와 TBAP였으며, 각 경우 고분자 형태와 이에 따른 산화벗김전극의 응답을 비교하였다. $KPF_6$을 쓴 경우 수은 정량에 높은 감도를 나타냈는데, 이는 피막의 다공성이 아주 커서 피막의 내부까지 리간드들의 회합이 용이한데서 온 결과이다. 특히, 이고분자 변성 전극은 10회 이상의 정량이 가능하였으며, logi/r 대 log[Hg]로 도시한 검정 곡선이 1.0{\times}10^{-8}{\sim}1.0{\times}10^{-2}M$농도 범위에서 0.99의 좋은 상관관계를 보였고, 각각의 상대 표준편차가 5-8%였다. 사용한 리간드들 중 전기화학적 응답이 가장 큰 serine이 수은과 안정도 상수가 8.54로 가장 컸으며, methionine 과 threonine의 값은 각각 7.80과 7.04였다.

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폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 저분자량의 폴리에틸렌이민을 연결한 새로운 유전자 전달체 합성 및 특징 연구 (Synthesis and Characterization of Polyethylenimine-conjugated Polydiacetylene Liposome as a Gene Delivery Carrier)

  • 이영화;임강혁;허정석;최준식
    • 폴리머
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    • 제38권1호
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    • pp.43-48
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    • 2014
  • 본 논문은 저분자량의 폴리에틸렌이민을 폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 연결하여 유전자를 세포 내로 전달할 수 있는 새로운 양이온성 고분자 리포좀 유전자 전달체 개발에 대한 결과이다. 폴리디아세틸렌 리포좀 제조 후에 자외선을 조사하여 고분자성 리포좀을 제조한 후, 유전자의 전달 효율을 높이기 위해 폴리에틸렌이민을 리포좀 표면에 커플링제를 이용하여 공유결합시켜서 PCDA-PEI 리포좀을 합성하였다. 제조한 고분자 리포좀을 이용하여 동물세포 내에서의 유전자 전달 및 발현 효율과 그에 따른 독성을 확인하는 연구를 수행하였다. 사용한 폴리에틸렌이민은 가지형이고 분자량은 2 kD인 것을 사용하였다. DNA와의 복합체 형성을 알아보기 위하여 전기영동 방법과 피코그린 형광 염색 시약을 사용하였으며 효율적으로 복합체를 형성하는 것을 확인하였다. 전달체의 효율과 독성을 확인하기 위하여 HEK 293 및 HeLa 세포를 사용하여 확인하였다. 실험 결과 PCDA-PEI 리포좀은 세포 내에서 비율이 높아질수록 유전자 전달 효율이 증가하는 경향을 보였고, 세포에 대한 독성도 상대적으로 낮음을 확인하였다. 이러한 결과는 PCDA-PEI 리포좀이 효율적인 유전자 혹은 약물 전달체로 사용될 수 있음을 보여주었다.

키토산/폴리감마글루탐산 나노입자의 제조 및 중금속 제거에의 응용 (Preparation of Chitosan/Poly-${\gamma}$-glutamic Acid Nanoparticles and Their Application to Removal of Heavy Metals)

  • 성익경;송재용;김범수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권4호
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    • pp.475-479
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    • 2011
  • 키토산은 천연고분자 물질로 다양한 물리화학적(다중양이온, 반응성 수산화기와 아미노기 그룹), 생물학적(생리활성, 생체적합성, 생분해성) 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 겔형성제로 폴리감마글루탐산을 이용하여 키토산 나노입자를 제조하였다. 나노입자는 폴리감마글루탐산의 카르복실기($-COO^-$)와 키토산의 아미노기($-NH_3^+$)사이의 이온 상호작용에 의해 형성되었다. 키토산(0.1~1 g)을 100 ml 아세트산 용액(1% v/v)에 첨가한 후 상온에서 충분히 용해되도록 하룻밤 동안 교반하였다. 폴리감마글루탐산(0.1 g)은 상온에서 90 ml 증류수에 용해시켰다. 교반되고 있는 폴리감마글루탐산 용액에 키토산 용액을 주사바늘을 통해 상온에서 적가하였다. 입자의 평균 크기는 80~300 nm 범위에서 형성되었다. 키토산/폴리감마글루탐산 나노입자는 중금속 이온들($Cd^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$)의 제거를 위해 콜로이드 상태의 흡착 물질로 사용되었다. 나노입자의 중금속 제거 능력은 $Cu^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Ni^{2+}$ > $Zn^{2+}$의 결과를 보였다.

Chitosan과 Alginic Acid를 이용한 캡슐형 비료 및 제초제의 투과특성 (The Permeability of Capsule Type Fertilizer and Herbicide with Chitoasn and Alginic Acid)

  • 이근태;김상무;박성민;손병일;김형섭;이상호
    • 한국수산과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.313-318
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    • 1997
  • Chitosan을 이용한 capsule형 비료 및 제초제의 제조조건과 capsule의 투과량을 조절하여 산업적이용을 위한 기초자료를 제시할 목적으로 염농도, chitosan농도, 분자량의 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 염농도의 영향은 염을 첨가하지 않은 경우 capsule이 형성되었으나 capsule강도를 측정할 수 없었고, 0.3M일 때 가장 높은 capsule강도 $(20g/cm^2)$를 나타내었다. 비료 및 제초제투과량에 있어서 염농도가 증가함에 따라 투과량이 증가하였고 0.75M 경우 각각 $88\%,\;87\%$로 가장 높았다. Chitosan농도의 경우 chitosan농도가 증가함에 따라 비료 및 제초제투과량이 감소하였으며, $0.25\%$ chitosan은 $90.3\%,\;90.8\%$로 가장 투과량이 높았고 $1\%$ chitosan은 $85\%,\;83\%$로 투과량이 가장 낮았다. 초음파 처리시간에 따른 분자량의 변화는 120분까지는 감소속도가 빨랐으나 120분 이후부터는 감소속도가 둔화하여 120분의 경우 분자량은 125,000, 180분는 119,000이었다. 비료에 있어서 분자량이 330,000, 293,000 및 236,000일때 투과도는 각각 $86\%,\;78\%$$76\%$이었고 174,000, 125,000 및 119,000일 때 투과량은 각각 $70\%,\;60\%$$52\%$ 이었다. 제초제에 있어서 분자량이 330,000, 293,000 및 236,000의 투과도는 $83\%,\;77\%$$76\%$이었고 174,000, 125,000 및 119,000의 경우 투과도는 $69\%,\;60\%$$51\%$ 이었다. Capsule을 제조하여 건조한 후 다시 탈이온수에 침지했을 때 외형에 있어서는 거의 차이를 보이지 않았다. 조제한 그대로의 capsule과 건조후 복원시진 capsule 강도는 $20g/cm^2$$17g/cm^2$로 건조후 복원시킨 것이 다소 capsule강도가 떨어졌으며 비료 및 제초제투과량에 있어서는 조제한 그대로의 capsule 경우 침지 6시간까지 $57\%,\;60\%$ 건조후 복원시킨 것은 $40\%,\;52\%$의 투과량을 보여 투과도에 있어서는 조제한 그대로의 capsule이 빠른 것으로 나타났다.

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