Быстрый Поиска
Полиэтиленимины доступны как в линейной, так и в разветвленной формах с молекулярной массой от 700 Да до 1000 кДа.
Также сообщалось, что полиэтилен полиэтилена относительно безопасен для внутреннего применения у животных и человека.
Полиэтиленимин широко используется для флокуляции клеточных загрязнителей, нуклеиновых кислот, липидов и мусора из клеточных гомогенатов для облегчения очистки растворимых белков.
Номер CAS: 25987-06-8
Молекулярная формула: C4H13N3
Молекулярный вес: 103,17
Номер EINECS: 247-038-6
Синонимы: Полиэтиленимин, Полиэтиленимин, Поли(этиленимин), поли(этиленимин), CHEBI:53231, DTXSID1051272, Соединение ПЭИ, Полиазиридины, Полиэтиленимины, Полиэтиленимины, Полиэтиленимины, Полиэтиленинимины, Полиэтиленимин, Азиридин, полимер с 1,2-этандиамином; PolyethyleniMine, этилендияMine разветвленная средняя Mw ~800 по LS, средняя Mn ~600 по GPC; Полиэтиленимин, этилендиамин разветвленный; ПОЛИЭТИЛЕНИМИН С НИЗКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ; 1,2-этандиамин, полимервитазиридин; N'-[2-[2-[2-(2-аминоэтиламино)этил-[2-[бис(2-аминоэтил)амино]этил]этил-[2-[2-[бис(2-аминоэтил)амино]этиламино]этиламино]этил]этил]этин-1,2-диамин; ЦРТ полиэтиленимин; Полиэтиленимин, разветвленное среднее Mw ~800 по LS, среднее Mn ~600 по GPC.
Полиэтиленимины являются высокоосновными и положительно заряженными алифатическими полимерами, содержащими первичные, вторичные и третичные аминогруппы в соотношении 1:2:1.
Таким образом, каждый третий атом полимерного каркаса является аминоазотом, который может подвергаться протонированию.
Поскольку полимер содержит повторяющиеся звенья этиламина, полиэтиленимин также хорошо растворяется в воде.
В течение долгого времени полиэтиленимин также использовался в нефармацевтических процессах, включая очистку воды, производство бумаги и шампуней.
Ферментативные реакции в биопроцессах представляют собой еще одну область, в которой полиэтиленимин был использован: в качестве иммобилизующего агента для биокатализаторов, в качестве растворимого носителя ферментов или при образовании макроциклических комплексов металлов, имитирующих металлоферменты.
Полиэтиленимин также является распространенным ингредиентом в различных составах, начиная от моющих средств и заканчивая упаковочными материалами.
Полиэтиленимин был широко изучен в качестве средства доставки и терапии невирусных генов.
С момента своего появления в 1995 году полиэтиленимин (рис. 1) считается золотым стандартом для носителей генов на основе полимеров из-за превосходной эффективности трансфекции его полиплексов (комплекса нуклеиновой кислоты и полимера) как в моделях in vitro, так и in vivo.
Поликатион-опосредованная доставка генов основана на электростатических взаимодействиях между положительно заряженным полимером и отрицательно заряженными фосфатными группами ДНК.
В водном растворе полиэтиленимин конденсирует ДНК, и образующиеся комплексы ПЭИ/ДНК, несущие чистый положительный поверхностный заряд, могут взаимодействовать с отрицательно заряженной клеточной мембраной и легко интернализоваться в клетки.
Полиэтиленимин сохраняет значительную буферную емкость практически при любом рН, и была выдвинута гипотеза, что это простое молекулярное свойство связано с эффективностью сложного многоступенчатого процесса трансфекции.
На самом деле, « Протонная губка Считается, что природа полиэтиленимина приводит к буферизации внутри эндосом.
Приток протонов в эндосому, наряду с притоком контранионов (обычно анионов хлора), поддерживает общую зарядовую нейтральность даже при ожидаемом увеличении ионной силы внутри эндосомы.
Этот эффект приводит к осмотическому отеку и последующему физическому разрыву эндосомы, что приводит к выходу переносчика из деградирующего лизосомального компартмента.
Гипотеза протонной губки была предметом дебатов, спекуляций и исследований, так и не достигнув общего консенсуса о реальном механизме.
Полиэтиленимин является одним из наиболее широко используемых синтетических поликатионов в различных областях применения из-за его химической функциональности, обусловленной присутствием катионных первичных (25%), вторичных (50%) и третичных аминов (25%).
Полиэтиленимин образуется путем связывания иминоэтиленовых звеньев и может иметь линейную, разветвленную, гребенчатую, сетчатую и дендримную архитектуру в зависимости от методов его синтеза и модификации, что сильно влияет на его свойства, как физические, так и химические.
Кроме того, эти синтетические подходы позволяют сделать полиэтиленимин доступным в широком диапазоне молекулярных масс.
При комнатной температуре разветвленный PEI (BPEI) представляет собой высоковязкую жидкость, в то время как линейный PEI (LPEI) является твердым веществом.
Полиэтиленимин имеет несколько привлекательных особенностей для его широкого применения, таких как низкая токсичность, простота разделения и переработки, а также (и последнее, но не менее важное) отсутствие запаха.
В дополнение к этим привлекательным свойствам, существует отличительная особенность PEI, которая ставит его впереди других полиионов (например, полиаллиламина или хитозана) при нагрузке и которая оправдывает его широкое использование в таких областях, как моющие средства, адгезивы, очистка воды, косметика, улавливание углекислого газа, в качестве агента для трансфекции ДНК и в доставке лекарств, несмотря на то, что он является слабым полимерным основанием со значениями pKa от 7,9 до 9,6. Он обладает высокой плотностью ионного заряда, что с практической точки зрения делает его более экономичным материалом.
Это связано с возможностью либо достичь тех же нагрузок с меньшим количеством полимера (что в просторечии означало бы «получить большую отдачу от затраченных средств»), либо достичь нагрузок, которые находятся за пределами досягаемости вышеупомянутых примеров, избегая при этом агломерации ферментов благодаря своей многоразветвленной сети.
Полиэтиленимин представляет собой соединения с низкой и высокой молекулярной массой с общей формулой -[CH2-CH2-NH2]-, полученные путем полимеризации азиридина с кольцевым открытием.
Эти полимеры доступны в виде линейных, частично разветвленных или многократно разветвленных полимеров (дендримеров). Линейная форма содержит только первичные амины в позвоночнике, тогда как разветвленный полиэтиленимин также содержит вторичные и третичные амины.
Таким образом, эти полимеры обладают разными свойствами и реакционной способностью.
Линейный полиэтиленимин с высоким МВт обычно является твердым при комнатной температуре, в то время как разветвленные ПЭИ обычно представляют собой жидкости со всей молекулярной массой.
Все три формы растворимы в воде, метаноле, этаноле и хлороформе, но нерастворимы в растворителях с низкой полярностью, таких как бензол, этиловый эфир и ацетон.
Полиэтиленимин, катионный полимер, произвел революцию в области трансфекции благодаря своей исключительной эффективности и адаптируемости.
Его уникальная способность создавать стабильные комплексы с нуклеиновыми кислотами позволяет эффективно переносить ДНК, РНК и белки в различные типы клеток, в том числе исторически сложные для трансфекции.
Существенное преимущество полиэтиленимина заключается в его превосходной эффективности трансфекции, превосходящей многие традиционные методы.
Его способность преодолевать клеточные барьеры и напрямую доставлять генетический материал к ядру обеспечивает устойчивую и надежную экспрессию генов, удовлетворяя широкий спектр исследовательских потребностей, начиная от фундаментальных исследований и заканчивая терапевтическими вмешательствами.
Кроме того, полиэтиленимин предоставляет исследователям обширную гибкость в планировании экспериментов, позволяя точно регулировать параметры трансфекции для достижения оптимальных результатов.
Эта универсальность позволяет ученым исследовать различные направления в исследованиях функций генов, анализе экспрессии белков и исследованиях в области генной терапии, открывая новые возможности в молекулярной биологии и генетических исследованиях.
Полиэтиленимин разветвленный представляет собой органическую макромолекулу с высоким потенциалом катионной зарядовой плотности.
Полиэтиленимин может захватывать ДНК, а также прикрепляться к клеточной мембране, полиэтиленимин также сохраняет значительную буферную способность практически при любом pH.
Полиэтиленимин широко используется в качестве реагента для трансфекции.
Разработка векторов доставки генов, обладающих высокой эффективностью и биосовместимостью, является одним из ключевых моментов генной терапии.
Из полиэтиленимина (ПЭИ) с несколькими аминокислотами или их аналогами получали ряд поликатионов.
Полимеры-мишени обладают различными зарядовыми и гидрофильными/гидрофобными свойствами, что может влиять на их эффективность в процессе трансфекции генов.
Полиэтиленимин или полиазиридин представляет собой полимер с повторяющимися звеньями, состоящими из аминной группы и двух углеродных алифатических спейсеров CH2CH2.
Линейные полиэтиленимины содержат все вторичные амины, в отличие от разветвленных ПЭИ, которые содержат первичные, вторичные и третичные аминогруппы.
Также сообщалось о полностью разветвленных, дендримических формах.
Полиэтиленимин производится в промышленных масштабах и находит множество применений, как правило, благодаря своим поликатионным свойствам.
Линейный полиэтиленимин представляет собой полукристаллическое твердое вещество при комнатной температуре, в то время как разветвленный полиэтиленимин представляет собой полностью аморфный полимер, существующий в жидком виде при всех молекулярных массах.
Линейный полиэтиленимин растворим в горячей воде, при низком pH, в метаноле, этаноле или хлороформе.
Полиэтиленимин нерастворим в холодной воде, бензоле, этиловом эфире и ацетоне.
Температура плавления полиэтилена составляет около 67 °C.
Как линейный, так и разветвленный полиэтиленимин можно хранить при комнатной температуре.
Полиэтиленимин способен образовывать криогели при замораживании и последующем размораживании его водных растворов.
Разветвленный полиэтиленимин может быть синтезирован путем полимеризации азиридина с размыканием кольца.
В зависимости от условий реакции может быть достигнута различная степень разветвления.
Полиэтиленимин получают путем последующей модификации других полимеров, таких как поли(2-оксазолины) или N-замещенные полиазиридины.
Полиэтиленимин был синтезирован путем гидролиза поли(2-этил-2-оксазолина) и продавался как jetPEI.
В текущем поколении in-vivo-jetPEI в качестве прекурсоров используются изготовленные на заказ поли(2-этил-2-оксазолин) полимеры.
Полиэтиленимин является гидрофильным полимером, широко используемым в качестве невирусного синтетического вектора для invivo доставки терапевтических нуклеиновых кислот.
Благодаря своим превосходным физико-химическим свойствам, он применяется во многих областях, таких как разделение и очистка белков, поглощение углекислого газа, носители лекарств, очистка сточных вод и биологические этикетки.
Полиэтиленимин производится в промышленных масштабах и находит множество применений, обычно благодаря его поликатионному характеру: Полиэтиленимины представляют собой полимеры с повторяющимися звеньями, состоящими из этилендиаминных групп.
Полиэтиленимины содержат первичные, вторичные и третичные аминогруппы.
Полиэтиленимины являются гидрофильным полимером, широко используемым в качестве невирусного синтетического вектора для invivo доставки терапевтических нуклеинов
Полиэтиленимины представляют собой высокозарядный катионный полимер, который легко связывается с высокоанионными субстратами.
В промышленных масштабах линейные полиэтиленимины могут улучшать внешний вид отрицательно заряженных красителей за счет модуляции их свойств и адгезии к поверхностям.
Полиэтиленимины представляют собой органические макромолекулы с высоким потенциалом катионной плотности заряда.
Полиэтиленимины могут захватывать ДНК, а также прикрепляться к клеточной мембране, полиэтиленимин также сохраняет значительную буферную способность практически при любом pH.
Существенное преимущество полиэтилениминов заключается в их превосходной эффективности трансфекции, превосходящей многие традиционные методы
Способность полиэтилениминов преодолевать клеточные барьеры и напрямую доставлять генетический материал к ядру обеспечивает надежную экспрессию генов, удовлетворяя широкий спектр исследовательских потребностей, начиная от фундаментальных исследований и заканчивая терапевтическими вмешательствами
Кроме того, полиэтиленимины обеспечивают исследователям широкую гибкость в планировании экспериментов, позволяя точно регулировать параметры трансфекции для достижения оптимальных результатов.
Эта универсальность позволяет ученым исследовать различные направления в изучении функций генов, анализе экспрессии белков и исследованиях генов, открывая новые возможности в молекулярной биологии и генетических исследованиях.
Полиэтиленимины являются биосовместимым полимером, который может быть использован при очистке сточных вод.
Полиэтиленимины растворимы растворимы в воде и обладают поверхностно-активными свойствами.
Полиэтиленимины представляют собой гидрофильный полимер и переносчик гена, который может быть конъюгирован с декстраном для усиления векторов стабильности.
Полиэтиленимины также используются в получении наночастиц катионной поли(молочной-ко-гликолевой кислоты) (PLGA) для потенциальной УЗИ-терапии.
Полиэтиленимины также могут быть привиты на мембрану из полиакрилонитрильного волокна (PAN) для удаления шестивалентного хрома (VI).
Полиэтиленимины представляют собой вязкую жидкость бледно-желтого цвета с запахом, похожим на амин.
Плотность: 1,08 г/мл при 25 °C
Давление пара: 9 мм рт.ст. (20 °C)
показатель преломления: n20/D 1.5240
Температура вспышки: >230 °F
растворимость: хлороформ (экономно), ДМСО (экономно), метанол (незначительно)
Форма: Масло
цвет: Бесцветный
InChI: InChI=1S/C2H8N2.C2H5N/c3-1-2-4; 1-2-3-1/h1-4H2; 3Н,1-2Н2
InChIKey: SFLOAOINZSFFAE-UHFFFAOYSA-N
УЛЫБКИ: C(N)CN. С1НК1
Полиэтиленимин, катионный полимер, произвел революцию в области трансфекции благодаря своей исключительной эффективности и адаптируемости.
Его уникальная способность создавать стабильные комплексы с нуклеиновыми кислотами позволяет эффективно переносить ДНК, РНК и белки в различные типы клеток, в том числе исторически сложные для трансфекции.
Существенное преимущество полиэтиленимина заключается в его превосходной эффективности трансфекции, превосходящей многие традиционные методы.
Его способность преодолевать клеточные барьеры и напрямую доставлять генетический материал к ядру обеспечивает устойчивую и надежную экспрессию генов, удовлетворяя широкий спектр исследовательских потребностей, начиная от фундаментальных исследований и заканчивая терапевтическими вмешательствами.
Кроме того, полиэтиленимин предоставляет исследователям обширную гибкость в планировании экспериментов, позволяя точно регулировать параметры трансфекции для достижения оптимальных результатов.
Эта универсальность позволяет ученым исследовать различные направления в исследованиях функций генов, анализе экспрессии белков и исследованиях в области генной терапии, открывая новые возможности в молекулярной биологии и генетических исследованиях.
Полиэтиленимин представляет собой гидрофильный катионный полимер, широко используемый в качестве невирусного реагента доставки нуклеотидов.
Разветвленный полиэтиленимин может быть синтезирован путем катионной полимеризации азиридина с открыванием кольца.
Частицы на основе полиэтиленимина также могут использоваться в качестве адъювантов для вакцин.
Благодаря своим превосходным физико-химическим свойствам, полиэтиленимин применяется во многих областях, таких как разделение и очистка белков, поглощение углекислого газа, носители лекарств, очистка сточных вод и биологические этикетки.
Потенциал полиэтиленимина в качестве вектора доставки генов впервые обсуждался в 1995 году[35], после чего были проведены многочисленные исследования, в которых сообщалось о его применении в доставке генов как in vitro, так и in vivo.
Полиэтиленимин с молекулярной массой от 800 до 25 кДа был исследован в доставке генов.
Результаты показали, что полиэтиленимин с молекулярной массой 25 кДа является наиболее подходящим для трансфекции.
Более высокая молекулярная масса увеличивает цитотоксичность из-за агрегации клеточной поверхности полимера.
Несмотря на то, что полиэтиленимин с низкой молекулярной массой менее токсичен, они не проявляют эффективных трансфекционных свойств.
Из-за низкого положительного заряда и низкой молекулярной массы ПЭИ не способны эффективно конденсировать ДНК.
Кроме того, низкий поверхностный заряд комплексов полиэтиленимин/ДНК не индуцирует эффективного клеточного поглощения посредством заряд-опосредованных взаимодействий.
Полимеры полиэтиленимина можно в целом классифицировать на разветвленные и линейные ПЭИ.
По сравнению с линейным полиэтиленимином, сильно разветвленный PEI образует более сильные и мелкие комплексы с ДНК.
Комплексообразование разветвленного ПЭИ с ДНК в меньшей степени зависит от условий буфера, чем высокомолекулярный линейный ПЭИ, который зависит от состояния буфера.
Было обнаружено, что полиэтиленимин при комплексообразовании с ДНК в растворе с высокой ионной силой образует комплексы большего размера (1 мкм), тогда как в 5% глюкозе размер комплекса составляет 30-60 нм. Исследования in vivo показали, что линейные комплексы ПЭИ/ДНК, полученные в условиях с высоким содержанием солей, менее эффективны при трансфекции, чем те, которые образовались в условиях с низким содержанием солей.
Трансфекционная эффективность/профиль цитотоксичности полиэтиленимина в значительной степени зависит от их молекулярной массы, степени ветвления, дзета-потенциала и размера частиц.
С увеличением молекулярной массы разветвленный полиэтиленимин демонстрирует высокую эффективность трансфекции; Тем не менее, было обнаружено, что цитотоксичность также увеличивается одновременно.
Для преодоления цитотоксичности, связанной с ПЭИ, были изучены различные стратегии.
К ним относятся использование линейного высокомолекулярного полиэтиленимина, замещение или связывание высокомолекулярного разветвленного полиэтиленимина с полисахаридами, гидрофильными полимерами, такими как ПЭГ, дисульфидными линкерами, липидными фрагментами и т. д.
Полиэтиленимин и его производные были использованы для доставки нуклеиновых кислот in vivo, и результаты являются многообещающими и используются в терапии рака и РНК-интерференции (РНК-интерференции).
Существует несколько сообщений о доставке нуклеиновых кислот производными ПЭИ in vivo, которые демонстрируют потенциал полиэтиленимина в доставке терапевтических средств.
Эти производные представляют собой либо полисахаридный полиэтиленимин, либо сшитые наночастицы полиэтиленимина.
Использование полисахаридов, таких как хондроитин сульфат, гиалуроновая кислота, геллановая камедь или декстран, для модификации разветвленного PEI (Mw 25 кДа) сделало полученные полимеры менее токсичными, тем самым повысив их эффективность при трансфекции in vivo.
Кроме того, такие линкеры, как полиглутаминовая кислота, полиэтиленгликоль-бис (аминоэтилфосфат), пиперазин-N, N¢-димасляная кислота, бутан-1, 4-диол-бис глицидиловый эфир (BDG) при использовании для сшивания PEI (25 кДа) приводили к образованию векторов со значительно повышенной эффективностью трансфекции in vivo.
В последующих разделах будет подробно рассмотрена низко- и высокомолекулярная разветвленная и линейная PEI-опосредованная доставка терапевтических генов в различные ткани определенным образом.
Полиэтиленимин представляет собой высокозарядный катионный полимер, который легко связывается с высокоанионными субстратами.
В промышленных масштабах полиэтиленимин может улучшать внешний вид отрицательно заряженных красителей за счет модуляции их свойств и улучшения адгезии к поверхностям.
Полиэтиленимины доступны как в линейной, так и в разветвленной формах с молекулярной массой от 700 Да до 1000 кДа.
Полиэтиленимин представляет собой гидрофильный катионный полимер, широко используемый в качестве невирусного реагента доставки нуклеотидов.
Разветвленный полиэтиленимин может быть синтезирован путем катионной полимеризации азиридина с открыванием кольца.
Частицы на основе полиэтиленимина также могут использоваться в качестве адъювантов для вакцин.
Благодаря превосходным физико-химическим свойствам полиэтиленимина, полиэтиленимин применяется во многих областях, таких как разделение и очистка белков, поглощение углекислого газа, носители лекарств, очистка сточных вод и биологические этикетки.
Полиэтиленимин, катионный полимер, произвел революцию в области трансфекции благодаря исключительной эффективности и адаптируемости полиэтиленимина.
Уникальная способность полиэтиленимина создавать стабильные комплексы с нуклеиновыми кислотами позволяет эффективно переносить ДНК, РНК и белки в различные типы клеток, в том числе исторически сложные для трансфекции.
Существенное преимущество полиэтиленимина заключается в его превосходной эффективности трансфекции, превосходящей многие традиционные методы.
Способность полиэтиленимина преодолевать клеточные барьеры и напрямую доставлять генетический материал к ядру обеспечивает устойчивую и надежную экспрессию генов, удовлетворяя широкий спектр исследовательских потребностей, начиная от фундаментальных исследований и заканчивая терапевтическими вмешательствами.
Кроме того, полиэтиленимин предоставляет исследователям обширную гибкость в планировании экспериментов, позволяя точно регулировать параметры трансфекции для достижения оптимальных результатов.
Эта универсальность позволяет ученым исследовать различные направления в исследованиях функций генов, анализе экспрессии белков и исследованиях в области генной терапии, открывая новые возможности в молекулярной биологии и генетических исследованиях.
Применение полиэтилениминов:
Полиэтиленимины используются в стабильном состоянии в сочетании с другими положительно заряженными частицами.
Полиэтиленимины используются для послойного построения поверхностей наночастиц.
Полиэтиленимины используются для связывания с отрицательно заряженными субстратами или более крупными частицами.
В полиэтилениминах используется цветовая инженерия.
Используются полиэтиленимины, степень полимеризации, применяемая в бумажной промышленности, составляет около 1:00.
Полиэтиленимины обладают высокой реакционной активностью, могут вступать в реакцию с гидроксильной группой в целлюлозе и сшивать полимеризацию, благодаря чему увеличивается прочность бумаги во влажном состоянии.
При использовании полиэтилениминов наличие любой кислоты, основания, а также сульфата алюминия повлияет на прочность и удержание во влажном состоянии.
Полиэтиленимины используются в качестве влажного силового агента дыхательной бумаги без проклейки, удерживающий агент и взбивающий агент в процессе производства бумаги могут снизить степень взбивания целлюлозы, улучшить способность бумаги к обезвоживанию и ускорить дренаж целлюлозы, тонкие волокна в белой воде легко флокулируются.
Полиэтиленимины также могут использоваться для обработки целлофана, уменьшения деформации бумаги при смачивании и т.д.
Полиэтиленимины также могут использоваться для модификации волокон, печати и окрашивания вспомогательных веществ, ионообменных смол и т. Д.
Полиэтиленимины обладают сильной связующей силой с кислотными красителями и могут использоваться в качестве закрепителя для кислотных красителей для окрашивания бумаги.
Первичные амины на полиэтилениминах используются для ковалентной связи BPEI с карбоксильными функционализированными наночастицами для создания прочной поверхности BPEI с высоким положительно заряженным зарядом.
Полиэтиленимины могут быть использованы в качестве прекурсора для синтеза конъюгированных полиплексов для эффективной трансфекции генов.
Конъюгация полиэтилениминов с полиэфиром джеффамина и гуанидинилирование аминогрупп полиэтиленимина снижают цитотоксичность полиплексов и защищают их от агрегации в присутствии сывороточных белков.
Бамбуковый уголь, пропитанный полиэтилениминами, может быть использован в качестве адсорбента CO2.
Многочисленные аминогруппы, присутствующие в полиэтилениминах, могут реагировать с CO2 благодаря взаимодействию кислот и щелочей и повышать адсорбционную способность бамбукового угля.
Полиэтиленимины также могут быть использованы для получения сшитых водорастворимых полимеров с высокой координацией по отношению к органическим молекулам лекарственных средств.
Благодаря своим превосходным физико-химическим свойствам, полиэтиленимины применяются во многих областях, таких как разделение и очистка белков, поглощение углекислого газа, носители лекарств, эффективная обработка и биологические этикетки.
Полиэтиленимины широко используются в качестве реагента для трансфекции.
Полиэтиленимины, катионный полимер, произвели революцию в области трансфекции благодаря своей исключительной эффективности и адаптируемости.
Уникальная способность полиэтилениминов создавать стабильные комплексы с нуклеиновыми кислотами позволяет эффективно переносить ДНК, РНК и белки в различные типы клеток, в том числе исторически сложные для трансфекции.
Полиэтиленимины широко используются во многих областях применения благодаря своим поликатионным свойствам.
В отличие от линейного эквивалента полиэтиленимина, разветвленные полиэтиленимины содержат первичные, вторичные и третичные амины.
В основном используемые в промышленности, высокомолекулярные полиэтиленимины используются в качестве флокулянтора, текстильного покрытия, усилителя адгезии, носителя ферментов, а также в качестве материала для улавливания CO2.
В полиэтилениминах используется сильнокатионный полимер, который связывается с определенными белками.
Полиэтиленимины используются в качестве маркера в иммунологии, для осаждения и очистки ферментов и липидов.
Было показано, что полиэтиленимины обладают рецепторной активностью и могут быть использованы в качестве модельной системы для изучения воздействия полимеров на живые клетки.
Полиэтиленимины также могут быть использованы в качестве адъюванта для повышения эффективности других лекарственных средств или в качестве средства доставки лекарств.
Полиэтиленимины также содержат некоторые эфиры гликоля, которые могут помочь предотвратить разложение полиэтилениленина фтористым водородом.
В течение долгого времени полиэтиленимины также использовались в нефармацевтических процессах, включая очистку воды, производство бумаги и шампуней.
Также сообщалось, что полиэтилениленимины относительно безопасны для внутреннего применения у животных и человека.
Полиэтиленимины широко используются для флокуляции клеточных загрязнителей, нуклеиновых кислот, липидов и мусора из клеточных гомогенатов для облегчения очистки растворимых белков.
Использует:
Chu et al. сообщили о важной биологической функции полиэтиленимина, показав, что полиэтиленимин легко блокирует образование фибрина, тем самым проявляя антикоагулянтную активность.
Это исследование показало, что даже при наномолярной концентрации ПЭИ значительно блокирует образование фибрина, катализируемого тромбином, in vitro, что объясняет его антикоагулянтные свойства.
Антибактериальные свойства полиэтилениминов были детально исследованы и применены при разработке материалов с покрытием.
Хеландер изучал влияние полиэтиленимина на свойства проницаемости внешней мембраны грамотрицательных бактерий (ОМ), используя Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Salmonella typhimurium в качестве целевых организмов.
Из-за поликатионной природы полиэтиленимина можно ожидать, что этот полимер может действовать как эффективный проникающий агент ОМ.
Как и ожидалось, даже при концентрации ниже 20 мкг/мл полиэтиленимин увеличивал поглощение бактериями 1-N-фенилнафтиламина, гидрофобного флуоресцентного зонда, что указывает на повышенную гидрофобную проницаемость наружной мембраны.
Полиэтиленимин также увеличивает восприимчивость бактерий к другим гидрофобным антибиотикам, таким как клиндамицин, эритромицин, фуцидин, новобиоцин и рифампицин, не являясь сам по себе бактерицидным.
Кроме того, полиэтиленимин способен сенсибилизировать бактерии к литическому действию анионного детергента SDS при своевременной предварительной обработке бактерий полимером.
Использование полиэтиленимина для доставки небольших лекарственных препаратов, а также для фотодинамической терапии (ФДТ).
В качестве поликатиона был выбран полиэтиленимин за его несколько преимущественных свойств (гидрофильность, биосовместимость и термическая стабильность), а в качестве модельного нерастворимого в воде препарата был выбран фуросемид.
Методом ионотропного/полиэлектролитного комплексообразования получали гранулы альгината кальция (ALG), альгината кальция полиэтиленимина (ALG-PEI) и покрытого альгинатом ALG-PEI (ALG-PEI-ALG) методом ионотропного/полиэлектролитного комплексообразования.
Высвобождение фуросемида из гранул ALG-полиэтиленимина было значительно более длительным по сравнению с высвобождением из гранул ALG.
Ионное взаимодействие альгината и ПЭИ приводило к образованию полиэлектролитной комплексной мембраны, толщина которой зависела от условий обработки полиэтиленимина (концентрации ПЭИ и времени экспозиции)[25]. Мембрана действовала как физический барьер для высвобождения лекарств из гранул ALG-PEI.
Покрытие гранул ALG-PEI еще больше продлевало высвобождение препарата за счет увеличения толщины мембраны и уменьшения набухания гранул, возможно, за счет блокирования поверхностных пор.
Исследовательская группа Хэмблина участвовала в использовании фотодинамической терапии (ФДТ) в качестве возможного лечения локализованных инфекций.
Они показали, что ковалентные конъюгаты между полиэтиленимином и хлорином (e6) (ce6) могут быть использованы в качестве мощных антимикробных фотосенсибилизаторов (PS) широкого спектра действия, устойчивых к деградации протеазы и, следовательно, составляющих альтернативу ранее описанным конъюгатам поли-L-лизина хлорина (e6) (pL-ce6).
Буржуа использовал полиэтиленимин для создания специальной системы доставки бета-лактамаз.
Цель этого исследования состояла в том, чтобы предоставить «доказательство концепции» доставки бета-лактамаз в толстую кишку с помощью пектиновых гранул с целью разрушения остаточных бета-лактамных антибиотиков, чтобы предотвратить появление устойчивых бактериальных штаммов.
Пектин почти полностью разлагается пектинолитическими ферментами, вырабатываемыми микрофлорой толстой кишки, но он не переваривается желудочными или кишечными ферментами.
Кроме того, пектиновые гранулы могут эффективно защищать бета-лактамазы от деградации протеазами, содержащимися в верхних отделах желудочно-кишечного тракта.
Специфическая система доставки бета-лактамаз состояла из ядра из гранул пектината кальция, сшитых на его поверхности полиэтиленимином.
Полиэтиленимин улучшил стабильность гранул Ca-пектината, защищая их от проникновения воды за счет сшивания свободных карбоновых функций Ca-пектинатной сети.
Стадия сшивания не влияет на форму, размер и эффективность инкапсуляции беталактамаз в гранулах.
Таким образом, полиэтиленимин сделал гранулы Ca-пектината устойчивыми к денатурирующему эффекту заболеваний верхних отделов кишечника, что позволило задержать высвобождение бета-лактамаз.
Полиэтиленимин входит в состав наночастиц, используемых для доставки лекарств.
Преимущества использования наночастиц для доставки лекарств обусловлены их небольшими размерами, которые позволяют проникать даже через небольшие капилляры вплоть до цитоплазмы, что также позволяет эффективно накапливать лекарственные препараты в целевых участках организма.
Кроме того, использование биоразлагаемых материалов для получения наночастиц позволяет обеспечить устойчивое высвобождение лекарственного препарата в целевом участке в течение нескольких дней или даже недель после инъекции.
Полиэтиленимин также является важным полимером для неинвазивных оптических устройств визуализации (ближний инфракрасный диапазон, ближний инфракрасный диапазон), позволяющий оценить несколько клеточных функций, таких как активность каспаз in vitro.
Проницаемый для клеток разветвленный полиэтиленимин (25 кДа) был модифицирован гидроксисукцинимидным эфиром дезоксихолевой кислоты (DOCA), в результате чего образовались наночастицы PEI-DOCA.
После присоединения эффектор-каспазоспецифичного ближнеинфракрасного (NIR) флуоресцентного зонда (Cy5.5-DEVD) к полимерному остову, модифицированному амфифильной желчной кислотой, эту систему полимерных наночастиц можно легко контролировать с помощью метода оптической визуализации.
Вход в клетки с помощью визуализирующего зонда является важной областью визуализации апоптоза, поскольку реакция каспаз происходит в цитоплазме.
Таким образом, отслеживание меченых флуоресцеином изотиоцианата (FITC) наночастиц Cy5.5DEVD26-PEI-DOCA20 в клетках HeLa позволило контролировать активность как каспазы-3, так и каспазы-7.
Таким образом, эти полимерные наночастицы могут быть использованы для измерения апоптоза в клеточных высокопроизводительных скринингах ингибиторов или индукторов апоптоза.
Полиэтиленимин представляет собой синтетический, водорастворимый, линейный или разветвленный полимер, обладающий высокой плотностью аминогрупп, которые могут быть протонированы.
При физиологическом рН поликатионы очень эффективны в связывании с ДНК и могут опосредуть трансфекцию эукариотических клеток.
Полиэтиленимин широко используется в системах доставки генов благодаря способности выстраивать комплекс с ДНК и поддерживать высвобождение эндосомального через «эффект протонной губки».
Полиэтиленимин также способствует внутриклеточному транспорту в ядро.
Эти свойства преуспевают в использовании полимера для покрытия МНЧ и таргетной терапии.
Моющие средства, клеи, средства для очистки воды, печатные краски, красители, косметика и бумажная промышленность, усилитель адгезии, грунтовка для ламинирования, фиксатор, флокулянт, катионный диспергатор, усилитель стабильности, активатор поверхности, хелатирующий агент, поглотитель альдегидов и оксидов.
Полиэтиленимин находит множество применений в таких продуктах, как: моющие средства, клеи, средства для очистки воды и косметика.
Благодаря своей способности модифицировать поверхность целлюлозных волокон, полиэтиленимин используется в качестве влагопрочного агента в процессе производства бумаги.
Полиэтиленимин также используется в качестве флокулянта с золями кремнезема и в качестве хелатирующего агента со способностью усложнять ионы металлов, такие как цинк и цирконий.
Полиэтиленимин имеет ряд применений в лабораторной биологии, особенно в культуре тканей, но также токсичен для клеток при чрезмерном использовании.
Токсичность обусловлена двумя различными механизмами: разрушением клеточной мембраны, приводящим к некротической гибели клеток (немедленно), и разрушением митохондриальной мембраны после интернализации, приводящим к апоптозу (замедленным).
Полиэтиленимины используются в клеточной культуре слабо закрепляющихся клеток для усиления прикрепления.
Полиэтиленимин является катионным полимером; отрицательно заряженные внешние поверхности элементов притягиваются к чашкам, покрытым PEI, что способствует более прочному прикреплению между элементами и пластиной.
Полиэтиленимин был вторым обнаруженным полимерным трансфекционным агентом после поли-L-лизина.
Полиэтиленимин конденсирует ДНК в положительно заряженные частицы, которые связываются с анионными поверхностными остатками клетки и попадают в клетку через эндоцитоз.
Попадая внутрь клетки, протонирование аминов приводит к притоку противоионов и снижению осмотического потенциала.
В результате происходит осмотическое набухание, в результате которого везикула лопается, высвобождая комплекс полимер-ДНК (полиплекс) в цитоплазму.
Если полиплекс распаковывается, то ДНК может свободно диффундировать в ядро.
Пермеабилизация грамотрицательных бактерий
Полиэтиленимин также является эффективным проникающим средством для проникновения в наружную мембрану грамотрицательных бактерий.
Для улавливания CO2 используется как линейный, так и разветвленный полиэтиленимин, часто пропитываемый пористыми материалами.
Первое использование полимера PEI для улавливания CO2 было посвящено улучшению удаления CO2 в космических аппаратах, пропитанных полимерной матрицей.
После этого носитель был заменен на MCM-41, гексагональный мезоструктурированный диоксид кремния, и большое количество полиэтиленимина было сохранено в так называемой «молекулярной корзине».
Материалы адсорбента из полиэтиленимина привели к более высокой адсорбционной способности CO2 по сравнению с объемным материалом PEI или MCM-41, рассматриваемым по отдельности.
Авторы утверждают, что в этом случае имеет место синергетический эффект за счет высокой дисперсности полиэтиленимина внутри поровой структуры материала.
В результате этого усовершенствования были разработаны дальнейшие работы по более глубокому изучению поведения этих материалов. Исчерпывающие работы были сосредоточены на адсорбционной способности CO2, а также на адсорбционной селективности CO2/O2 и CO2/N2 нескольких материалов полиэтиленимина с полимерами PEI.
Кроме того, пропитка из полиэтиленимина была протестирована на различных носителях, таких как стекловолоконная матрица и монолиты.
Тем не менее, для обеспечения надлежащей производительности в реальных условиях улавливания после сжигания (умеренные температуры между 45-75 °C и присутствие влаги) необходимо использовать термически и гидротермически стабильные материалы из диоксида кремния, такие как SBA-15, который также имеет гексагональную мезоструктуру.
Влага и реальные условия также были проверены при использовании материалов, пропитанных PEI, для адсорбции CO2 из воздуха.
Детальное сравнение между полиэтиленимином и другими аминосодержащими молекулами показало отличные показатели образцов, содержащих ПЭИ, с циклами.
Кроме того, при повышении температуры с 25 до 100 °C было зарегистрировано лишь незначительное снижение поглощения ими CO2, что свидетельствует о высоком вкладе хемосорбции в адсорбционную способность этих твердых веществ.
По этой же причине адсорбционная способность при разбавленном CO2 составляла до 90% от величины при чистом CO2, а также наблюдалась высокая нежелательная селективность по отношению к SO2.
В последнее время было предпринято много усилий для улучшения диффузии полиэтиленимина в пористой структуре используемого носителя.
Лучшая диспергация полиэтиленимина и более высокая эффективность CO2 (молярное отношение CO2/NH) были достигнуты путем пропитки материала PE-MCM-41, окклюзированного матрицей, а не идеальных цилиндрических пор кальцинированного материала, следуя ранее описанному способу.
Также изучалось совместное использование органосиланов, таких как аминопропилтриметоксисилан, АП и полиэтиленимин.
В первом подходе их комбинация использовалась для пропитки пористых носителей, что позволило добиться более быстрой кинетики адсорбции CO2 и более высокой стабильности во время циклов повторного использования, но не более высокой эффективности.
Новым методом является так называемая «двойная функционализация».
Полиэтиленимин основан на пропитке материалов, ранее функционализированных прививкой (ковалентным связыванием органосиланов).
Аминогруппы, включенные обоими путями, продемонстрировали синергетический эффект, достигая высокого поглощения CO2 до 235 мг CO2/г (5,34 ммоль CO2/г).
Кинетика адсорбции CO2 также была изучена для этих материалов, показав аналогичную скорость адсорбции с пропитанными твердыми веществами.
Это интересное открытие, если учесть, что меньший объем пор доступен в материалах с двойным функционалом.
Таким образом, можно также сделать вывод, что их более высокое поглощение CO2 и эффективность по сравнению с импрегнированными твердыми веществами можно объяснить синергическим эффектом аминогрупп, включенных двумя методами (прививка и пропитка), а не более быстрой кинетикой адсорбции.
Модификатор низкой рабочей функции для электроники
Было показано, что полиэтиленимин и этиленимин) этоксилированные (PEIE) эффективные модификаторы низкорабочей функции для органической электроники Zhou and Kippelen et al. могут повсеместно снижать рабочую функцию металлов, оксидов металлов, проводящих полимеров и графена и так далее.
Полиэтиленимин очень важен для того, чтобы проводящий полимер с низкой функцией работы, обработанный раствором, мог быть получен путем модификации PEI или PEIE. Основываясь на этом открытии, полимеры широко используются для органических солнечных батарей, органических светодиодов, органических полевых транзисторов, перовскитных солнечных батарей, перовскитных светоизлучающих диодов, квантовых солнечных элементов и светоизлучающих диодов и т. д.
Полиэтиленимин, катионный полимер, широко изучен и показал большие перспективы в качестве эффективного средства доставки генов.
Аналогичным образом, пептид HIV-1 Tat, проникающий в клетки, был успешно использован для внутриклеточной доставки генов.
Полиэтиленимин может быть использован в качестве невирусного синтетического полимерного вектора для доставки терапевтических нуклеиновых кислот in vivo.
Взаимодействие между отрицательно заряженными нуклеиновыми кислотами и положительно заряженным полимерным каркасом приводит к образованию наноразмерных комплексов.
Этот нейтрализованный комплекс защищает заключенную в ней нуклеиновую кислоту от ферментов и поддерживает ее стабильность до тех пор, пока не произойдет поглощение клетками.
Например, сывороточный альбумин, конъюгированный с ПЭИ в сыворотке крови человека, демонстрирует хорошую трансфекцию пДНК и низкую токсичность.
Полиэтиленимин может быть использован для функционализации одностенных нанотрубок (ОДНОСТЕННЫХ) с целью улучшения их растворимости и биосовместимости при сохранении структурной целостности исходных одностенных нанотрубок.
Ковалентно функционализированные одностенные углеродные нанотрубки находят применение в абсорбции CO2 и доставке генов.
Разветвленный полиэтиленимин также может быть использован для изменения поверхностных свойств адсорбентов.
Модифицированные полиэтиленимином нановолокна оксида циркония/ПАН используются для обесфторивания грунтовых вод, поскольку они демонстрируют высокую адсорбционную способность фтора и широкий рабочий диапазон pH.
Полиэтиленимин может быть использован в качестве прекурсора для синтеза конъюгированных полиплексов для эффективной трансфекции генов.
Конъюгация полиэтиленимина с полиэфиром джеффамина и гуанидинилирование аминогрупп ПЭИ снижают цитотоксичность полиплексов и защищают их от агрегации в присутствии сывороточных белков.
Бамбуковый уголь, пропитанный полиэтиленимином, может быть использован в качестве адсорбента CO2. Многочисленные аминогруппы, присутствующие в PEI, могут реагировать с CO2 благодаря кислотно-щелочному взаимодействию и повышать адсорбционную способность бамбукового угля.
Он также может быть использован для получения сшитых водорастворимых полимеров с высокой координацией по отношению к органическим молекулам лекарств.
Полиэтиленимин широко используется в качестве трансфективного агента для доставки ДНК, РНК или миРНК в клетки.
Его положительный заряд позволяет ему образовывать комплексы с отрицательно заряженными нуклеиновыми кислотами, облегчая их поступление в клетки через эндоцитоз.
Векторы на основе полиэтиленимина используются в генной терапии для лечения генетических нарушений путем доставки корректирующих генов в клетки пациентов.
Полиэтиленимин используется для доставки лекарств к клеткам-мишеням, таким как раковые клетки.
Полимер может быть модифицирован для присоединения нацеленных лигандов, повышая специфичность и уменьшая побочные эффекты.
Полиэтиленимин может быть включен в системы доставки лекарств, которые обеспечивают контролируемое высвобождение терапевтических агентов с течением времени.
Полиэтиленимин используется в качестве флокулянта в процессах очистки воды для агрегации и удаления взвешенных частиц и примесей из воды.
Полиэтиленимин может хелатировать с тяжелыми металлами, способствуя их удалению из сточных вод.
Полиэтиленимин используется для изменения поверхностных свойств различных материалов, улучшая адгезию, смачиваемость и совместимость.
Благодаря своим сильным адгезионным свойствам, полиэтилен используется в рецептуре промышленных клеев.
Полиэтиленимин действует как стабилизирующий и восстановитель при синтезе наночастиц, таких как наночастицы золота или серебра.
Полиэтиленимин используется для стабилизации и функционализации наноматериалов, улучшая их характеристики в различных приложениях.
Полиэтиленимин используется в антимикробных покрытиях для медицинских приборов и поверхностей для предотвращения бактериальных инфекций.
Полиэтиленимин используется при разработке скаффолдов и матриц для тканевой инженерии, способствуя адгезии и росту клеток.
Полиэтиленимин используется для иммобилизации ферментов на различных носителях, повышая их стабильность и возможность повторного использования в промышленных процессах.
Полиэтиленимин может выступать в качестве подложки для катализаторов в различных химических реакциях, повышая их эффективность и селективность.
Он используется в качестве реакционной среды в некоторых химических процессах благодаря своей уникальной растворимости и реакционной способности.
Полиэтиленимин используется в кондиционерах для волос и средствах для укладки для улучшения текстуры и послушности.
Полиэтиленимин используется в составах по уходу за кожей благодаря своим пленкообразующим и кондиционирующим свойствам.
Полиэтиленимин используется для повышения прочности бумажных изделий во влажном и сухом состоянии.
Он используется в процессах отделки текстиля для улучшения впитывания красителя и прочности ткани.
Полиэтиленимин используется для удаления органических загрязнителей и красителей из промышленных стоков.
Он используется в процессах стабилизации почвы для улучшения структуры почвы и уменьшения эрозии.
Полиэтиленимин используется при разработке электрохимических сенсоров для обнаружения различных аналитов.
Он используется в аккумуляторных технологиях для повышения производительности и стабильности.
Профиль безопасности:
Полиэтиленимин, особенно в его высокомолекулярной форме, является цитотоксичным.
Он может вызвать повреждение клеток, что приведет к их гибели.
Это серьезная проблема в биомедицинских приложениях, таких как доставка генов, где полимер напрямую взаимодействует с клетками.
Воздействие полиэтиленимина может нанести вред внутренним органам.
Исследования на животных показали, что высокие дозы полиэтиленимина могут привести к повреждению таких органов, как печень и почки.
Полиэтиленимин может вызвать сильное раздражение кожи и глаз при контакте.
Прямое воздействие может привести к покраснению, боли и потенциально более серьезным кожным реакциям.
Вдыхание пыли или аэрозолей из полиэтиленимина может вызвать раздражение дыхательных путей.
Длительное или повторное воздействие может привести к респираторной сенсибилизации и другим респираторным проблемам.
Полиэтиленимин является высокореакционноспособным соединением благодаря многочисленным аминогруппам.
Он может активно реагировать с окислителями и другими химическими веществами, что приводит к опасным ситуациям при неправильном обращении.
Полиэтиленимин следует хранить в плотно закрытой таре в прохладном, сухом месте.
Неподходящие условия хранения могут привести к ухудшению качества или нежелательным химическим реакциям.
Полиэтиленимин токсичен для водных организмов.
При попадании в водоемы он может нанести существенный вред водным организмам и нарушить экосистемы.
Полиэтиленимин может сохраняться в окружающей среде, что приводит к долгосрочным экологическим последствиям.
