Синтез водорастворимых катионных полипиридилфениленовых дендримеров и их взаимодействие с полианионами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИМ. А. Н. НЕСМЕЯНОВА РАН

На правах рукописи

КУЧКИНА Нина Владимировна

СИНТЕЗ ВОДОРАСТВОРИМЫХ КАТИОННЫХ ПОЛИПИРИДИЛФЕНИЛЕНОВЫХ ДЕНДРИМЕРОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПОЛ И АНИОНАМИ

02 00 06 - высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2008

003447848

Работа выполнена в лаборатории высокомолекулярных соединений Института элементоорганических соединений им А Н Несмеянова РАН

Научный руководитель:

кандидат химических наук, доцент Шифрина Зинаида Борисовна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ) Паписов Иван Михайлович

доктор химических наук, профессор Российского химико-технологического университета им Д И Менделеева Киреев Вячеслав Васильевич

Ведущая организация:

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Бниколопова РАН

Защита состоится 23 октября 2008 г в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д 002 250 02 в Институте элементоорганических соединений им А Н Несмеянова РАН по адресу 119991, Москва, ГСП-1, В-334, ул Вавилова, д 28

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института элементоорганических соединений им. А Н. Несмеянова РАН

Автореферат разослан 19 сентября 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002 250 02, кандидат химических наук

Рабкина А Ю

ОБЩАЯ ХАРАК1 ЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Одно из новых и бурно развивающихся направлений полимерной науки связано с получением, исследованием и применением дендримеров, представляющих собой индивидуальные высокоразвствленные упорядоченные мак-ромолекулярные соединения Сочетание структурного совершенства дендримеров и возможности их модификации лежит в основе разработки функциональных нано-размерных материалов с уникальными электронными, оптическими, магнитными и химическими свойствами, необходимыми для развития современных нанотехноло-гий

Способность представителей некоторых семейств дендримеров растворяться в водных и водно-солевых средах и формировать полиэлеюролитные комплексы с физиологически активными вещее iвами, привлекает к ним внимание биохимиков и молекулярных биологов Так, с помощью наиболее изученных водорастворимых полиамидоаминовых (ПАМАМ) и полипропилениминовых (ППИ) дендримеров удается значительно повысить эффективность трансфекции ДНК и олигонуклеоти-дов в ядра клеток-мишеней, а наличие коммерчески доступных препаратов некоторых дендримеров обуславливает их применение для доставки генетического материала в опытах in vitro

Несмотря на внушительное количество публикаций по дендримерам, как потенциальным носителям ДНК, некоторые ключевые аспекты их взаимодействия со структурными элементами клетки остаются невыясненными, что препятствует созданию высокоэффективных систем транспорта в клетки-мишени Поэтому, по-прежнему актуальным является фундаментальное изучение закономерностей взаимодействия дендримеров с нуклеиновыми кислотами и синтетическими полианионами Перспективными объектами для модельных исследований могут оказаться почипиридилфениленовые дендримеры (ППФД) - полностью ароматические денд-римеры с фиксированным пространственным расположением пиридильных групп, обусловленным жесткостью дендримерной молекулы При этом количество и местоположение пиридильных групп в ППФД может направленно меняться варьированием условий синтеза Местоположение групп может быть самым разнообразным - от равномерного распределения по молекуле до ярко выраженной локализации на

3

периферии или в центре ППФД Способность пиридильных групп алкилироваться по реакции Меншуткина делает возможным получение катионных водорастворимых 1ШФД (вППФД) Изучение взаимодействия вППФД с синтетическими и природными полианионами позволяет выявить влияние плотности заряда, гидрофильно-липофильного баланса и топологии функциональных групп дендримера на эффективность комплексообразования

Цель работы заключалась в синтезе водорастворимых катионных полипиридил-фениленовых дендримеров с различным содержанием и расположением заряженных пиридиниевых звеньев, изучении их взаимодействия с полианионами и исследовании строения и свойств образующихся полиэлектролитных комплексов В рамках работы были поставлены следующие задачи

• дивергентным методом по реакции Дильса-Альдера синтезировать ППФД с различным содержанием и расположением пиридильных звеньев в молекулах,

■ апкилированием образцов ППФД получить катионные дендримеры вППФД, способные растворяться в водных и водно-солевых средах,

• исследовать закономерности комплексообразования вППФД с полиметак-рилатным анионом и ДНК в водных и водно-солевых средах, установить границы существования комплексов и выявить факторы, определяющие возможность получения растворимых комплексов вППФД/полианион

Научная новизна и практическая значимость работы Впервые синтезированы жесткие полностью ароматические дендримеры, способные растворяться в воде Продемонстрирована возможность направленного изменения гидрофильно-липофильного баланса вППФД, который определяется соотношением фениленовых, пиридильных и пиридиниевых фрагментов в дендримере, а также топологии заряженных групп в его молекуле Получены и охарактеризованы четыре поколения вППФД

Методом тушения флуоресценции в двух различных вариантах изучены закономерности формирования комплексов вППФД с флуоресцентно-меченым полиметак-рилатным анионом и с ДНК Установлена важная роль межмолекулярных гидрофобных взаимодействий с участием фениленовых групп вППФД, которые стабили-

4

зируют комплексы в водно-солевых средах Сделан вывод о недоступности значительной доли пиридиниевых i рупп вППФД для электростатического взаимодействия, причем не только с жесткой двойной спиралью ДНК, но и с гибким полимстак-рилатным анионом Турбидимсгрическим титрованием и седиментацнонным анализом смесей растворов вППФД с указанными полианионами зафиксировано образование растворимых нестехиометричных комплексов (НПЭК), которое осуществляется при достаточно большом избыточном количестве заряженных групп того или другого полимерного компонента, выявлены факторы, влияющие на область существования растворимых НПЭК в водных и водно-солевых средах В смесях растворов вППФД с иолиметакрилатным анионом получены положительно заряженные растворимые НПЭК, которые не образуются при взаимодействии гибких ППИ денд-римеров с синтетическими полианионами [Kabanov V A et al, Macromolecules, 1999] Методами динамического светорассеяния и скоростной седиментации установлено, что введение вППФД в раствор ДНК приводит к диспропорционированию системы на частицы двух типов, которые можно отнести к растворимому НПЭК и свободным молекулам ДНК При обратном смешении реагентов образуется положительно заряженный растворимый НПЭК, включающий в себя всю вводимую нуклеиновую кислоту

Обнаруженная склонность вППФД к формированию растворимых НПЭК в сочетании со способностью участвовать в межмолекулярных гидрофобных взаимодействиях может представлять большой практический интерес, в частности для молекулярной биологии при разработке средств доставки двойного действия, в которых дендример является одновременно носителем генетического материала и гидрофобных низкомолекутярных лекарственных веществ

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на

International Conference dedicated to 50th anniversary of A N Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, RAS «Modem Trends in Organoelement and Polymer Chemistry» (Moscow, 2004), International Conference «Polycondensation 2004» (Roanoke, USA, 2004), European Polymer Congress 2005 (Moscow, Russia, 2005), 4-ой Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры - 2007» (Москва, 2007),

Третьей Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2007), IUPAC 3'd International Symposium on Novel Materials and Synthesis (NMS-III) and 17th International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP-XVII) (Shanghai, China, 2007), Всероссийской конференции по макромолекулярной химии, (Улан-Удэ, 2008)

Публикации Результаты работы опубликованы в 5 статьях в реферируемых научных журналах и 8 тезисах докладов на научных конференциях

Структура работы Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы Работа изложена на 180 страницах, содержит 49 рисунков, 29 схем и 3 таблицы, библиографию из 221 источника

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы В главе «Литературный обзор» проанализированы литературные данные по теме диссертации Рассмотрены основные методы получения дендримеров Особое внимание уделено описанию синтеза водорастворимых дендримеров, их строению и основным свойствам Изложены главные физико-химические закономерности образования полиэлектролитных комплексов, перечислены факторы, влияющие на фазовое состояние их растворов, рассмотрены процессы самосборки и явления самоорганизации в смесях растворов разноименно заряженных полиэлектролитов Особое внимание уделено работам по изучению комплексов катионных дендримеров и ДНК Приведены данные по практическому использованию полиэлектролитных комплексов, в частности, их возможному применению для доставки генетического материала в клетки-мишени Обоснованы основные направления диссертационной работы, сформулированы цели и задачи

В экспериментальной части приведены методики получения ППФД и необходимых для их синтеза мономеров Представлены физико-химические характеристики продуктов Описан способ получения катионных дендримеров и приведены их

физико-химические характеристики Описаны фнзико-химичсскис подходы, использованные для изучения комплексов дендримеров с полианионами

В главе «Результаты и их обсуждение» представлегнл оригинальные результаты по теме диссертации

Для синтеза ППФД предварительно получали мономеры - тетразачещенные цик-лопентадиелоны 1-4 (схема 1) В качестве центрального фрагмента использовали 1,3,5-трпзтинилбензол (5) Циклопснтадиеноны охарактеризовали методами 'Н ЯМР спектроскопии, масс-спектрометрии и элементного анализа

Синтез дендримеров проводили дивергентным методом, который состоял из двух основных стадий

• стадия роста ~ циклоирисоединение тетразамещенных циклопентадиенонов к

этинилсодержащим соединениям по реакции Дильса-Альдера, ■ стадия активации - снятие три-гоо-пропилсилильной (ТиПС) защиты с замещенных алкинов (десилилирование)

Дендримсры четырех поколений (где % =1-4 - номер поколения, N - число пиридичьных групп) синтезировали на основе центрального фрагмента 5 повторяющейся последовательностью реакций циклоприсоединения и десилшшрования (схема 2)

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ СИНТЕЗ ДЕНДРИМЕРОВ Синтез полипнридилфеииленовых дендримеров

Схема 1

Схема 2

Проведенная в работе оптимизация условий синтеза (время реакции, состав смеси компонентов и т п) позволила существенно повысить выходы целевых дендриме-ров, которые достигали значений 73 - 91% на стадии роста и 90-95% на стадии активации

Варьированием «строительных блоков» 1 - 4 в реакциях циклоприсоединения направленно изменяли количество и расположение пиридильных фрагментов в молекуле дендримера от поколения к поколению, а также в пределах одного поколения Таким образом синтезировали дендримеры четырех поколений с полностью или частично пиридильной периферией Ниже, в качестве примера, приведен синтез дендримеров первого и второго поколений (схема 3)

Схема 3

ления Бз48 с полифениленовой внутренней сферой и полипиридильной периферией, а используя мономер I и коммерческий 2,3,4,5 - тетрафенилциклопентадиенон син-

Схема 4

тезировали дендример D3 с пиридильными фрагментами, локализованными исключительно во вн>тренней части молекулы (схема 4)

Все синтезированные дендримеры представляли собой порошки белого или темно-ссрого цвета, хорошо растворимые в различных органических растворителях, что позволило использовать ЯМР спектроскопию и MALDI TOI" масс-спектрометрию для подтверждения состава и чистоты полученных образцов Последний метод представляет особую ценность, поскольку достоверно фиксирует присутствие побочных соединений или продуктов реакции, образующихся в результате неполной конверсии тройных связей в ходе реакции Дильса-Альдера При проведении реакции в оптимальных условиях в масс-спектрах продуктов присутствовал единственный сигнал, соответствующий рассчитанной ММ образца и свидетельствующий о чистоте и монодисперсности полученных соединений На рисунке 1 в качестве примера приведен MALDI TOF масс-спектр образца D4138

17337

Dj1J"

М„р„сч=17336,63

л.:...."-:::::

теш

БОЮ «00 1000« 120Я1 1Ш1 1Н№1 1В0М 20MI 220ГО яД

Рис.1 MALDI-TOF спектр дендримера четвертого поколения

Синтез катионных полипиридилфениленовых дендримеров

Катионные дендримеры получали алкилированием пиридильных групп ППФД диметилсульфатом по реакции Меншуткина (Схема 5)

Схема 5

Изменение интенсивности полос поглощения алкилированных (V = 1640 см ') и не-алкилированных(у = 1600 см-1) пиридильных звеньев в ИК спектрах образцов убедительно свидетельствовало об эффективном протекании реакции алкилирования Степень алкилирования /? определяли по соотношению площадей сигналов алифатических протонов метальных групп и сигналов протонов ароматических фрагментов в 'Н ЯМР спектрах Полученные значения практически совпали с результатами определения /? по данным элементного анализа по процентному содержанию серы в образцах (табл. 1) В оптимальных условиях реакции (103моль/л и 2х10"3моль/л -концентрации пиридильных звеньев ППФД и диметилсульфата в метаноле, соответственно, 25°С, 4 ч) достигались максимальные значения /3, которые для разных образцов варьировались в пределах 85±5%

В табл. 1 представлены синтезированные катионные дендримеры с указанием номера поколения g и числа пиридиниевых групп и рассчитанных соответственно с учетом степени алкилирования Див предположении алкилирования всех пиридильных групп ППФД, а также отмечена их способность (+) или неспособность (-) растворяться в воде

Катионный дендример N + 1 х шах С г алкшшрованни В.% Растворимость в воде

Эл. анализ (Б) 'Н ЯМР

6 6 99 98,4 +

Б,"* 12 И 97 98,6 +

Б214+ 18 14 77,8 78,0 +

30 27 90 89,3 +

42 33 78,6 78,3 -

БЗ54+ 66 54 81,8 81,1 +

18 16 88,9 88,4 -

Б337+ 48 37 77 77,6 -

90 69 76,7 76,1 -

О4"5+ 138 115 82,6 81,9 +

Видно, что дендримеры третьего поколения с пиридиниевыми группами, локализованными исключительно во внутренней части молекулы (В3161) или только на периферии (Оз37+), а также дендримеры третьего и четвертого поколений 03"+ и 0469+ с пониженным содержанием пиридиниевых групп на периферии, не способны в заметной степени растворяться в воде

Для дальнейших исследований отобрали вППФД четырех поколений одного семейства, а именно О,1", 0227+, П3544 и 04115 ' В отдельных опытах использовали образцы О/* и В2'4+с пониженным содержанием пиридиниевых фрагментов на периферии

КОМПЛЕКСООВРАЗОВАНИЕ вППФД С ПОЛИАНИОНАМИ Полиэлектролитные комплексы вППФД с полиметакрилатиым анионом

и их свойства

На первом этапе исследовали комплексообразование вППФД с пиренил-меченой полиметакриловой кислотой В условиях экспериментов (0 01 М ТРИС буфер, рН 9 0) полиметакриловая кислота была полностью ионизована и находилась в виде по-лиметакрилатного аниона (ИМА*)

Образование комплексов и их устойчивость в водно-солевых средах Наличие в дендримерах пиридиниевых групп, которые являются эффективными тушителями пирена и его производных, позволило исследовать процесс комплексообразования по изменению интенсивности флуоресценции 1 При флуориметрическом титровании раствора ПМА* (Хвшб=346пм, Хэ„=395нм) раствором вППФД относительная интенсивность флуоресценции ///<, (где 10 - интенсивность флуоресценции раствора ПМА* в тех же условиях) резко снижалась, свидетельствуя об интерполиэлектролитном взаимодействии Добавление соли к образовавшимся комплексам вППФД/ПМА* приводило к возгоранию флуоресценции, обусловленному разрушением контактов метка-тушитель (рис. 2)

Рис. 2 Кривые фпуориметрического титрования раствором хлорида натрия смесей растворов ПМА* и вППФД Цифра на кривой соответствует номеру поко пения дендргшера

0,8 [ЫаС1], М

Как видно из рисунка 2, наименее стабилен комплекс ПМА* с дендримером первого поколения содержащим минимальное число пиридиниевых катионов в молекуле (кривая 1) Добавление уже первых порций соли приводило к существенному возгоранию флуоресценции, которая составляла 80% от исходной в 0 4 М ЫаС1 Примечательно, что дальнейшее введение соли мало сказывалось на величине Ш0

На кривой титрования комплекса второго поколения Г^27' (кривая 2) уже

присутствовал начальный участок, где введение соли не оказывало влияния на 1/10, а

диссоциация комплекса начиналась лишь при ГЫаС1]=Ю 15 М и протекала в узком

интервале ионной силы, свидетельствуя о кооперативном разрушении системы

ионных пар Максимальное значение 1/10 не превышало 80%, а правая часть кривой

располагалась под кривой титрования комплекса дендримера предыдущего

поколения (кривая 1) Та же тенденция сохранялась для комплексов дендримеров

12

старших поколений, кривые титрования которых отличались большей протяженностью начальных участков и относительно невысокими предельными значениями Ш0 (кривые 3,4)

Таким образом, ни в одной из рассмотренных систем не достигалось значений ¡/10 равных единице, соответствующих полной диссоциации комплекса Аналогичные эксперименты, проведенные в работе с продуктами взаимодействия ГГМЛ* с линейным поли-М-этил-4-винилпиридиниевым катионом или полипропилен-иминовым дендримероч DAB-Am-16, не привели к подобному результату -комплексы разрушались кооперативно и нацело о чем свидетельствовали ход кривых флуориметрического титрования и значения ///„ равные единице По всей вероятности, повышенная устойчивость комплексов ПМЛ*/вППФД к разрушающему действию соли обусловлена их дополнительной стабилизацией за счет межмолекулярных гидрофобных взаимодействий с участием фениленовых групп дендримера.

В пользу этого предположения свидетельствовали результаты сравнительного изучения комплексов дендримеров DiU+ и D227+ с комплексами дендримеров D,6* и D2I4+, в которых доля гидрофобных фениленовых групп была существенно выше Как видно из рис.3, кривые титрования комплексов Dt6+ и D214+ располагаются под кривыми комплексов Di"+ и Г)227' (нанесены пунктиром), имеют более пологий вид и низкие предельные значения 1/10

1/1е Рис 3 Кривые флуориметрического

титрования раствором хлорида

натрия смесей раствора ПМА* с

растворами D¡"+ (Г) и О/7" (2')

(пунктирные линии) и D,6' (1) и

D2u" (2) Цифра на кривои соот-

--->---1____ ветствует номеру поколения денд-

0 0,5 1,0 [NaCI], М '

римера

Итак, стабильность комплексов к разрушающему действию соли при переходе к старшим поколениям вППФД может определяться двумя факторами, а именно

ростом количества зарядов и увеличением числа гидрофобных фениленовых групп в молекулах дендримеров

Фазовые разделения в растворах комплексов Для определения границ существования растворимых комплексов вППФД/ПМА и выявления факторов, определяющих возможность их получения, исследовали фазовое состояние смесей растворов вППФД с полиметакрилатным анионом

Смеси растворов ПМА и вППФД с различным зарядовым соотношением [+]/[-] подвергали центрифугированию, отделяли образующиеся нерастворимые комплексы и определяли долю дендримера в супернатантах по оптическому поглощению при длине волны 270 нм

Для дендримера первого поколения О]11*, образующего с ПМА наименее устойчивый комплекс {рис. 2, кривая 1), максимальное осаждение не превышало 30%, а добавление соли приводило к растворению осадка, которое завершалось при 0 12М ЫаС1 Дендример второго поколения В227+, способный кооперативно связываться с полиметакрилатным анионом (рис 2, кривая 2), практически полностью присутствовал в нерастворимой фракции при его избыточном (двукратном по зарядам) содержании в смеси, а введение 0227' сверх этого количества влекло за собой существенное нарастание доли дендримера в растворе, указывающее на образование растворимых НПЭК

Данные седиментационного анализа смесей ПМА и дендримера третьего поколения 0354+ (рис. 4) убедительно свидетельствовали об образовании НПЭК Добавление дендримера к смеси состава [+]/[-]=2 вызывало скачкообразное растворение осадка (кривая 1, правая ветвь) из-за формирования положительно заряженных НПЭК, а введение соли в систему приводило к смещению этой части кривой вниз (кривые 2-4) Последнее согласуется с известным поведением НПЭК, претерпевающих в солевых средах перестройки, которые сопровождаются возникновением и накоплением нерастворимых комплексов

ГвППФШ

Рис 4 Зависимость дочи О^4' в супернатантах смесей водно-солевых растворов ПМА и О/4' от состава смеси [+П-] при различных концентрациях КаС1, моль/л 0(1), 0 06 (2), 0 12 (3) и 0 18 (4) и 0 25 (5)

При достаточно большой ионной силе (кривая 5) П3541 начинал переходить в раствор из-за заметного разрушения системы ионных пар и солюбилизации нерастворимого комплекса Из хода левой ветви кривой 1 (рис. 4) следует, что при добавлении 0354+ к ПМА вплоть до состава смеси [+]/[-]= 1 практически весь дендример остается в растворе в виде комплексов с ПМА, которые сохраняли растворимость в 0 06 М КаС1 (кривая 2) Дальнейшее повышение ионной силы приводило к формированию нерастворимого комплекса (кривые 3,4) Как известно, НПЭК с относительно длинными лиофшшзирующими полианионами термодинамически устойчивее НПЭК, у которых лиофилизирующий (т е включенный в НПЭК в избытке) полиэлектролит существенно короче блокирующего (находящегося в недостатке) партнера. В соответствии с этой закономерностью правая ветвь кривой, относящаяся к комплексу с коротким лиофилизирующим Б354+, гораздо чувствительнее к соли, чем левая ветвь, соответствующая НПЭК с длинным лиофилизирующим ПМА (кривые 1-4) Таким же образом вели себя смеси ПМА с 04115+, образующие наиболее стабильные комплексы (рис 2, кривая 4) В работе показано, что в этом случае смещение обеих ветвей флуориметрической кривой вниз при последовательном добавлении соли выражено особенно ярко

Следует отметить, что у подавляющего большинства изученных до сих пор пар линейных полиэлектролитов максимальное осаждение компонентов достигается вблизи эквимольного соотношения зарядов, [+]/[-]= I По-другому ведут себя системы вППФД/ПМА, в которых количественный переход дендримера в

нерастворимую фракцию происходил при избыточном (по дендримеру) соотношении зарядов -двукратном для ф227' и Оз54 ) и даже трехкратном для 04"5' Вероятно, выявленная нами особенность обусловлена недоступностью части пиридиниевых групп дендримера, поскольку в этом случае для полной нейтрализации зарядов ПМА, необходимой для образования протяженных гидрофобных участков нерастворимого комплекса, требуются избыточные количества дендримера У жестких вППФД, имеющих многочисленные фениленовые группы, число недоступных для взаимодействия пиридиниевых катионов может быть особенно велико, и потому их доля остается значительной даже при связывании с гибким полианионом

Рис. 5. Кривые турбидичетрического титрования раствором хлорида натрия смесей растворов ПК1А и О354' различных составов [+]/[-] 0 67 (1), 1 0 (2), 1 33 (3), 2 0 (4), 2 67 (5), 4 0 (6)

Результаты турбидиметрического титрования смесей растворов ПМА и вППФД раствором соли подтверждают данные седименлационного анализа и дополняют их В качестве иллюстрации на рис 5 приведены кривые титрования системы ПМА/0354+, которые принципиально не отличаются о г аналогичных зависимостей, получаемых для пар разноименно заряженных линейных полиэлектролитов Так, на кривых смесей составов [+]/[-] < 1 33 присутствует начальный участок, соответствующий растворимым НПЭК, а его протяженность падает с ростом относительного содержания 1)354' (рис. 5, кривые 1-3) При достижении соотношения [+]/[-]=2, когда дендример переводится в осадок (рис.4, кривая 1), начальный участок вырождается (рис 5, кривая 4), а при дальнейшем введении Г)354^ мутность ослабевает (кривые 5,6) При больших избытках дендримера кривые имели Б-образный вид с начальным участком, соответствующим области существования

растворимых положительно заряженных НПЭК с дендримером в качестве лиофилизирующего компонента

Таким образом, основными особенностями системы вППФД/ПМА являются недоступность значительной части заряженных групп дендримеров для электростатического взаимодействия с полианионом, повышенная устойчивость комплексов к разрушающему действию низкомолекулярного электролита, а также способность компонентов образовывать как отрицательно, так и положительно заряженные водорастворимые НПЭК

На втором этапе работы исследовали закономерности образования полиэлектролитных комплексов вППФД с ДНК В условиях опытов (0 01 М ХЕПЕС буфер, рН 7 2) комплексообразование определялось взаимодействием положительно заряженных пиридшшевых групп вППФД и отрицательно заряженных фосфатных групп двойной спирали ДНК

Образование комплексов и их устойчивость в водно-солевых средах За взаимодействием дендримеров с ДНК следили по изменению интенсивности флуоресценции / интеркалированного красителя бромистого этидия (БЭ) при ХцШ5=535нм и Х1ч=595нм, поскольку связывание вводимого катионного партнера с комплексом ДНК БЭ вызывает конформационные изменения двойной спирали ДНК и конкурентное вытеснение БЭ в раствор, что ведет к уменьшению I (рис. 6)

0 1 2 3 4 5 6 [+И-]

Судя по наклону кривых, Б,"4 относительно слабо связывается с ДНК (рис 6, кривая 1), а переход к (кривая 2) и Б354+ (кривая 3) усиливает эффективность взаимодействия, которая, однако, не превышает 40% от максимально возможной

Полнэлектролитные комплексы вППФД с ДНК и их свойства

I

Рис. 6 Кривые флуориметрического титрования растворов комплекса ДНКБЭ растворами вППФД Цифра на кривой соответствует номеру поколения дендргшера

(известно, что в смесях растворов ДНК БЭ и линейных полиаминов исчерпывающее тушение наступает при [+]/[-] ~ 1) При переходе к D41154 эффективность тушения снижается (кривая 4)

Обнаруженная сравнительно низкая эффективность взаимодействия может во многом определяться строением компонентов, а именно жесткостью двуспиралыюй молекулы ДНК и фиксированным пространственным расположением зарядов в молекуле жесткого вППФД, которые препятствуют образованию ионных пар

Профили устойчивости комплексов в водно-солсвых средах получали флуориметрическим титрованием смесей компонентов раствором соли в присутствии БЭ Разрушение системы ионных пар приводит к освобождению участков ДНК и самопроизвольному встраиванию в них молекул БЭ, что влечет за собой возгорание флуоресценции Данные приводили в виде зависимостей отношения 1/10 (.lo - интенсивность флуоресценции комплекса ДНК БЭ в тех же условиях) от концентрации хлорида натрия (рис.7)

И.

1,0 у------------------

Рис 7. Кривые флуориметрического титрования растворов смесей ДНК, вППДФ и БЭ раствором соли Цифра на кривой соответствует номеру покочения дендримера 0 од 0,4 0,6 0,8 [NaCI], М

Добавление соли к комплексу Di11+ приводило к резкому росту 1/10 (рис.7, кривая I) Не намного стабильнее оказался комплекс D227+ (кривая 2), хотя на кривои появился небольшой начальный участок Профиль разрушения комплекса D354+ (кривая 3) имел выраженный S-образный вид, причем комплекс оставался устойчивым при физиологической ионной силе (0 14 М NaCI) При переходе к D4115+ (кривая 4) устойчивость комплекса не только не уменьшилась, как того следовало ожидать из снижения эффективности взаимодействия с ДНК (рис.6), но даже выросла. По всей видимости, D4115+ наиболее сильно связывается с ДНК, образуя наибольшее количество ионных пар, но из-за стерических затруднений в этом

18

взаимодействии участвуют не все заряженные группы дендримера (около одной трети, если судить по наклону кривой 4 на рис. 6)

Как и в системе вППФД/ПМА* (рис 2), при титровании раствором соли ни в одной из смесей дендримеров и ДНК не достигалось значений 1/10 равных единице, соответствующих диссоциации комплекса на свободные компоненты (рис. 7) Ив этом случае наблюдаемую стабилизацию комплексов можно объяснить межмолекулярными гидрофобными взаимодействиями, в частности, фениленовых групп дендримера с основаниями ДНК, которые не растворимы в воде и расположены во внутренней части двойной спирали Подтверждением тому служит кривая титрования комплекса ДНК со специально синтезированным дендримером второго поколения 02и+ содержащим большее число гидрофобных фениленовых групп (рис.8, кривая 2), которая располагалась под кривой титрования комплекса дендримера второго поколения 0227+ (кривая 2') и отличалась более низкими предельными значениями 1/10

Рис 8 Кривые флуориметрического титрования смесей растворов ДНК, БЭ и 02'4т(2) или /)/7т(2^ раствором соли Цифра на кривой соответствует номеру покочения дендримера

Фазовые разделения в растворах комплексов Приведенные выше данные флуориметрического титрования не выявили принципиальных различий в поведении систем вППФД/ПМА* и вППФД/ДНК Результаты исследования фазовых разделений в смесях растворов вППФД и ДНК, полученные в работе для дендримеров всех поколений, также подтвердили сходство в поведении обеих систем На рис. 9 в качестве примера приведены данные фазового анализа смесей 0354+ с ДНК, которые качественно не отличаются от результатов аналогичных опытов со смесями 03547ПМА (рис 4)

Рис. 9. Зависимость доли О;4' в супернатантах смесей водно-солевых растворов ДНК и О}4 от состава смеси [+]/[-] при различных концентрациях Ь'аС1, моль/л: О (1), 0 2 4 6 ГМ'Н 0 03б (2), о. 08 (3) и 0.115 (4)

В обеих системах фиксировали образование растворимых 1ЕПЭК того или другого знака заряда и смещение области существования нерастворимых комплексов в сторону избыточных количеств О-,54'. Что касается количественных различий, то для максимального осаждения комплексов ДНК требовалось больше дендримера. В случае 0354+ критический состав возрастал от [+]/[-] = 2 для ПМА (рис. 4, кривая 1) до [+]/[-] ~ 3 для ДНК (рис. 9, кривая 1), что разумно объяснить увеличением доли пиридиниевых катионов дендримера, неспособных образовывать ионные пары, при замене гибкого ПМА на жесткую ДНК.

Об этом же свидетельствовали результаты измерения ^-потенциала комплексов В354+ с ДНК и ПМА (рис. 10). В растворах ДНК (I на рис.10) нулевое значение I,-гютенциала достигалось при составе смеси [+]/[-] ~ 3, тогда как при использовании гибкого ПМА (II) для этого требовался меньший избыток дендримера, [+]/[-] ~ 2. По-видимому, положительные заряды, находящиеся во внутренней сфере жесткого вГШФД, не только не доступны для взаимодействия с полианионами, но и не вносят свой вклад в ^-потенциал на поверхности частиц.

Рис. 10. С,-потенциал комплексов О; + с ДНК (1) и ПМА (II) при различных составах смесей [+]/[-]

Кривые турбидиметричсского титрования, полученные в работе для дендримеров разных поколений, позволили установить границы существования растворимых

о 1,0

X !С

| 0,8 а.

2 о,б >»

о

,ш 0,4 "°0,2

М'Н

НПЭК Иллюстрацией могут служить данные по устойчивости положительно заряженных комплексов Бз547ДНК в водно-солевых средах (рис 11) Подобные комплексы представляют особый интерес как модели носителей генетического материала, поскольку наличие положительного заряда обуславливает их связывание с отрицательно заряженной мембраной клетки, что определяет успех трансфекции в целом

Рис 11. Кривые турбидиметрического титрования раствором хлорида натрия смесей растворов ДНК и Б/4+ различных составов [+]/[-] 4(1), 6(2), 12 (3) и 24 (4)

(NaCI], М

С ростом относительного содержания D3 + в смеси появлялся начальный участок, соответствующий растворимому НПЭК (рис.11, кривая 2), затем протяженность участка увеличивалась (кривые 3-4), а при составе смеси [+]/[-]=24 НПЭК сохранял растворимость вплоть до 0 1 М NaCI (кривая 4), то есть при ионной силе, близкой к физиологической (0,14 М NaCI)

Размеры положительно заряженных растворимых НПЭК при [+]/[-] > 4, по данным динамического светорассеяния, составили 110±10 нм (рис. 12) Это означает, что комплексы неагрегированы и могут проникать в клетку по механизму эндоцитоза, так как их гидродимический диаметр Dh не превышает критического значения 150 нм С уменьшением относительного содержания D354+, при [+]/[-] < 4, в системе обнаруживались агрегаты микронных размеров, однако при [+]/[-] < 2 значения Dh вновь падали до ~ 100 нм, свидетельствуя об образовании НПЭК, что согласуется с результатами седиментационного анализа (рис. 9)

600

400

300

100

500

200

Ш

Рис 12. Зависимость размеров частиц комплекса 035" /ДНК от зарядового соотношения компонентов

о

Методом динамического светорассеяния была выявлена еще одна важная особенность поведения системы На начальном этапе введения 0354+ в раствор ДНК, вплоть до состава [+]/[-] ~ 1, в растворе обнаруживались две популяции частиц, различающиеся по размерам (рис. 12) Помимо упомянутых комплексов с Нь ~ 100 нм, присутствовали частицы, диаметр которых = 450±50 нм практически совпадал с диаметром свободной ДНК, измеренным в тех же условиях Представленные в работе результаты изучения тех же смесей методом аналитической скоростной седиментации подтвердили диспропорционирование системы на быстро и медленно седимен-тирующие фракции, причем коэффициент седиментации Бс медленной фракции практически не отличался от 8С=16 свободной ДНК При этом доля медленно седи-ментирующих частиц закономерно снижалась с ростом относительного содержания дендримера в смеси вплоть до полного связывания ДНК в растворимый НПЭК Таким образом, в указанном интервале зарядового соотношения в системе сосуществуют два типа частиц, которые можно отнести к растворимому комплексу 0354+/ДНК и свободным молекулам ДНК Возможность подобного диспропорционирования в растворах ДНК-содержащих комплексов отмечалась ранее для системы ПАМАМ/ДНК [ОгЬе^, М -Ь а1, Вютасготоксикв, 2007] и для смесей ДНК с ка-тионнымиПАВ [МеГшкоу, 8 М йа1 1АС$, 1995]

Выводы

1 Дивергентным методом по реакции Дильса-Альдера синтезированы и охарактеризованы полипиридилфениленовые дендримеры, различающиеся содержанием и расположением функциональных групп в молекулах, алкилированием пиридильных фрагментов дендримеров впервые получены катионные полностью ароматические дендримеры вППФД, способные растворяться в водных и водно-солевых средах

2 Исследовано формирование полиэлектролитных комплексов вППФД с поли-метакрилатным анионом и ДНК Обнаружено, что значительная часть заряженных групп, расположенных во внутренней части дендримеров, недоступна для взаимодействия с полианионами, что может быть обусловлено жесткостью молекул вППФД Выявленная повышенная устойчивость комплексов к действию низкомолекулярного электролита, вероятнее всего является следствием межмакромолекулярных гидрофобных взаимодействий с участием фе-ниленовых фрагментов дендримеров

3 Показано, что дендримеры способны образовывать водорастворимые несте-хиометричные комплексы как с ДНК, так и с ПМА, обнаружены и изучены факторы, влияющие на границы существования растворимых НПЭК в водных и водно-солевых средах, продемонстрирована возможность получения положительно заряженных комплексов вППФД/ДНК, устойчивых при физиологической ионной силе

4 Показано, что последовательное введение вППФД в раствор ДНК сопровождается диспропорционированием системы на два типа частиц, которые можно отнести к растворимому комплексу с лиофилизирующей ДНК и свободным молекулам ДНК При обратном смешении компонентов образуется растворимый положительно заряженный НПЭК с лиофилизирующим дендримером, включающий в себя всю вводимую ДНК

5 Результаты проведенных модельных исследований могут составить основу для разработки лекарственных систем двойного действия, в которых дендри-мер осуществляет транспорт генетического материала и гидрофобных низко-молек}.лярных лекарственных средств в ютетки-мншени

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1 3 Б Шифрина, М С Аверина, Н В Фирсова (Н В Кучкина), A JI Русанов, К Мюллен «Яолифениченовые дендримеры с пиридиновыми фрагментами» // Доклады Академии Наук, 2005, т 400, №6, с 774-778

2 Zinaida В Shifrina, Marina S Rajadurai, Nina V Firsova (Nina V Kuchkina), Lyudmila M Bronstein, Xinlei Huang, Alexander L Rusanov and Klaus Muellen «Polyfphenylene-pyridyi') Dendrimers Synthesis and Templating of Metal nanoparticles» U Macromolecules, 2005, v 38, p 9920-9932

3 H В Цветков, С К Филиппов, Т М Кудрявцева, В О Иванова. 3 Б Шифрина, М С Аверина, Н В Фирсова (Н В Кучкина). A J1 Русанов «Гидродинамические свойства жестких пирадинсодержащих полифеишеновых дендримеров в растворах» // Высокомолекулярные соединения, 2006, т 48, №4, 692-698

4 3 Б Шифрина, IIВ Кучкина. A JI Русанов, В А Изумрудов «Водорастворимые полипиридилфениленовые дендримеры и их полиэлектролитные комплексы с ДНК» // Доклады Академии Наук, 2007, т 416, №1, с 66-69

5 Раджадураи М С , Шифрина 3 Б , Кучкина Н В . Русанов A JI, Мюллен К «Же-сткоцепные ароматические дендримеры»// Успехи химии, 2007, т76, №8, с 821-838

6 Zinaida В Shifrina, Nina V Firsova (Nina V Kuchkina). Marina S Avenna, Alexander L Rusanov, Klaus Muellen, «The synthesis of pyridine containing dendrimers based on 1,3,5-triethynylbenzene», I/ Abstracts of International Conference dedicated to 50th anniversary of AN Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, RAS «Modern Trends in Organoelement and Polymer Chemistry», Moscow, May 30-June 4, 2004, P21

7 Z Shifrina, M Avenna, N Firsova (N Kuchkina) A Rusanov, К Muellen «New Polyphenylene Dendrimers with Pyridine Embeds» // Abstracts of International Conference «Polycondensation 2004» 26-29 September 2004, Roanoke, USA

8 Z Shifrina, M Rajadurai, N Firsova (N Kuchkina). A Rusanov, К Muellen, L

Bronstein «Poly(Pyridylphenylen) Dendrimers Synthesis And Properties

Preparation Of Metal Nanoparticles Encapsulated Within Rigid Dendrimers» //

European Polymer Congress, June, 27-July,l, 2005, Moscow, Russia, p 37

24

9 Кучки на Н В , Радладураи М С , Русанов A JI, Muellen К , Шифрина 3 Б , «По-липиридилфеииленовые дендримеры и их модификация» // IV Всероссийская Каргинская Конференция, Москва, 29января-2февраля, 2007, с 170

10 Кучкина Н В Русанов A JI. Мюллен К . Изумрудов В А, Шифрина 3 Б , «Водорастворимые почипиридилфениленовые дендримеры и их взаимодействие с почианионами» II IV Всероссийская Каргинская Конференция, Москва, 29января-2февраля, 2007, с 332

11 Nina V Kuchkma. Zinaida В Shifrma, Vladimir A Izumrudov, Alexander L Rusanov, Klaus Muellen «Synthesis of water-soluble poly(pyridylphenylene) dendrimers and their complexation with polymethacrylic acid and DNA» II Third Saint-Petersburg Young Scientists Conference with international participation «Modern problems of polymer science», Saint-Petersburg, April 17-19, 2007, p 139

12 Z Shifrma, N Kuchkma, A Rusanov, V Izumrudov, К Muellen <(Water soluble polyphenylenepyridyl dendrimers lnterpolyelectrolyte complexes formed by DNA and dendrimers» // Proceedings of IUPAC 3 rd International Symposium on Novel Materials and Synthesis (NMS-III) and 17й1 International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (rCFP-XVII), China, October 17-21 , 2007 P 0742

13 Кучкина HB . Изумрудов В A , Русанов А Л , Шифрина 3 Б «Синтез водорастворимых полипиридилфеншеновых дендримеров и их взаимодействие с ДНК»// Всероссийская конференция по макромолекулярной химии, Улан-Удэ, 13-17 августа, 2008, с 75

Подписано в печать 17 09 2008 г

Печать трафаретная

Заказ № 737 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (499) 788-78-56 аи1оге£ега1 пд

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1. Дендримеры и методы их синтеза

2.2. Водорастворимые дендримеры

2.3 Интерполиэлектролитные комплексы

2.4. Получение и основные физико-химические закономерности образования интерполиэлектролитных комплексов

2.5. Интерполиэлектролитные комплексы с участием ДНК

2.6. Метод тушения флуоресценции для изучения интерполиэлектролитных реакций

2.7. Интерполиэлектролитные комплексы с участием дендримеров

2.8. Интерполиэлектролитные комплексы на основе ДНК для направленного транспорта генетического материала в клетки-мишени

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Реагенты и растворители

3.2. Синтез исходных соединений

3.3. Синтез дендримеров

3.4. Синтез катионных дендримеров

3.5. Методы исследования

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Синтез и исследование мономеров

4.2. Полипиридилфениленовые дендримеры

4.2.1. Синтез полипиридилфениленовых дендримеров

4.2.2. Физико-химические характеристики полипиридилфениленовых дендримеров

4.3. Синтез и исследование катионных полипиридилфениленовых дендримеров

4.4. Интерполиэлектролитные комплексы водорастворимых поли-пиридилфениленовых дендримеров с полианионами

4.4.1. Интерполиэлектролитные комплексы дендримеров с полиме-такрилатным анионом

4.4.2. Интерполиэлектролитные комплексы дендримеров с ДНК

5. ВЫВОДЫ

Одно из новых и бурно развивающихся направлений полимерной науки связано с получением, изучением и применением дендримеров, представляющих собой индивидуальные высокоразветвленные упорядоченные мак-ромолекулярные соединения. Синтез дендимеров осуществляют путем повторяющейся последовательности химических превращений, что позволяет эффективно контролировать молекулярную массу дендримера, а также топологию и химическую природу его функциональных групп. Сочетание структурного совершенства дендримеров и возможности модификации их групп лежит в основе разработки функциональных наноразмерных материалов с уникальными электронными, оптическими, магнитными и химическими свойствами, необходимыми для развития современных нанотехнологий [1-5].

Способность представителей некоторых семейств дендримеров растворяться в водных и водно-солевых средах привлекает к ним внимание биохимиков и молекулярных биологов, решающих задачи транспорта физиологически активных веществ в клетки-мишени. Разработка и создание новых высокоэффективных носителей приобретают особое значение и актуальность, поскольку известные на сегодня средства доставки на основе вирусных векторов обладают очевидными недостатками, в первую очередь, сопутствующими иммунологическими и онкологическими осложнениями. Поиск альтернативных невирусных систем привел к созданию ряда эффективных кати-онных агентов трансфекции, таких как катионные липосомы [6, 7], разветвленный полиэтиленимин [8], поли(Ь-лизины) [9], которые, однако, проявляют достаточно высокую токсичность. С помощью наиболее изученных водорастворимых полиамидоаминовых (ПАМАМ) и полипропилениминовых (ППИ) дендримеров удается значительно повысить эффективность трансфекции ДНК и олигонуклеотидов в ядра клеток, а наличие коммерчески доступных препаратов дендримеров обуславливает их применение для доставки генетического материала в опытах in vitro [10]. Однако, несмотря на внушительное количество публикаций по дендримерам, как потенциальным агентам трансфекции [10], некоторые ключевые аспекты их взаимодействия со структурными элементами клетки остаются невыясненными, что является препятствием на пути создания высокоэффективных систем направленного транспорта в клетки-мишени. Решение этой задачи требует детального изучения основ взаимодействия дендримеров с полианионами, в частности модельных исследований с участием дендримеров, нуклеиновых кислот и синтетических полианионов. Перспективными для такого рода экспериментов могут оказаться синтезированные недавно полностью ароматические поли-пиридилфениленовые дендримеры (ППФД). Получение водорастворимых ка-тионных ППФД, а также изучение их взаимодействия с природными и синтетическими полианионами является важным этапом модельных исследований, призванных выявить влияние фундаментальных характеристик дендримеров, таких как плотность заряда молекул, их гидрофильно-липофильный баланс и топология функциональных групп на эффективность интерполиэлектролит-ного взаимодействия и фазовое состояние растворов образующихся комплексов. Решение этих задач явилось предметом исследований, осуществленных в данной работе.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

5. ВЫВОДЫ

1. Дивергентным методом по реакции Дильса-Альдера синтезированы и охарактеризованы полипиридилфениленовые дендримеры, различающиеся содержанием и расположением функциональных групп в молекулах; алкилированием пиридильных групп дендримеров впервые получены катионные полностью ароматические дендримеры (вППФД), способные растворяться в водных и водно-солевых средах.

2. Исследовано образование полиэлектролитных комплексов полученных вППФД с полиметакрилатным анионом и ДНК и выявлена недоступность значительной части заряженных групп вППФД для интерполиэлектролитного взаимодействия, а также повышенная устойчивость комплексов к действию низкомолекулярного электролита, обусловленная межмакромолекулярными гидрофобными взаимодействиями с участием фениленовых групп дендримеров.

3. Установлено, что вППФД образуют положительно и отрицательно заряженные водорастворимые нестехиометричные комплексы как с ДНК, так и с ПМА; выявлены факторы, влияющие на области их существования, и продемонстрирована возможность получения положительно заряженных комплексов с ДНК, устойчивых при физиологической ионной силе.

4. Методом динамического светорассеяния показано, что при комплексообразовании вППФД с ДНК происходит компактизация ДНК с образованием растворимых наночастиц комплексов, которые существуют при зарядовых соотношениях l^+J/t-]^ и [+]/[-]>4. При [+]/[-]<1 в системе наблюдается диспропорционирование на 2 типа частиц, соответствующих свободной и компактизованной ДНК.

5. Результаты проведенных модельных исследований могут составить основу для разработки лекарственных систем двойного действия, в которых дендример одновременно осуществляет транспорт генетического материала и гидрофобных лекарственных средств в клетки-мишени. низкомолекулярных

1. Kim, Y.; Zimmerman, S.C. Applications of dendrimers in bio-organic chemistry // Current Opinion in Chemical Biology 1998, 2, (6), 733-742.

2. Bosman, A.W.; Janssen, H.M.; Meijer, E.W. About dendrimers: structure, physical properties, and applications // Chem. Rev. 1999, 99, 1665-1688.

3. Белецкая, И.П.; Чучурюкин, A.B. Синтез и свойства функционально замещенных дендримеров. // Успехи химии, 2000, 69, (8), 699-720.

4. Lee, С.С.; Mackay, J.A.; Frechet, J.M.; Szoka, F.C. Designing dendrimers for biological application II Nature Biotech. 2005, 23, (12), 1517-1526.

5. Esumi, K. Dendrimers for nanoparticle synthesis and dispersion stabilization // Top. Curr. Chem., 2003, 227, 31-52.

6. Feigner, J.H.; Kumar, R.; Sridhar, C.N.; Wheeler, C.; Tsai, Y.J.; Border, R.; Ramsey, P.; Martin, M.; Feigner, P.L. Enhanced gene delivery and mechanism studies with a novel series of cationic lipid formulations. // J. Biol. Chem. 1994, 269, 2550-2561.

7. Lee, E.R.; Marshall, J.; Siegel, C.S. Detailed analysis of structure and formulations of cationic lipids for efficient gene transfer to the lung. // Hum. Gene Ther. 1996,7, 1701-1707.

8. Boussif, O.; Lezoualc'h, F.; Zanta, M.A.; Mergny, M.D.; D., S.; Demeneix, В.; Behr, J.-P. A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1995, 92, (16), 7297.

9. Zauner, W.; Ogris, M.; Wagner, E. Polylysine-based transfection systems utilizing receptor-mediated delivery. II Adv. Drug Del. Rev. 1998, 30, 97-113.

10. Dufes, C.; Uchegbu, I.F.; Schatzlein, A.G. Dendrimers in gene delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. 2005, 57, (15), 2177-2202.

11. De Gennes, P.G.; Hervet, H. Statistics of "Starburst" polymers. // J. Phys. Lett, 1983,44,351-360.

12. Andreitchenko, E.V.; Bauer, R.E.; Kreutz, C.; Baumgarten, M.; Bargon, J.; Mullen, K. Size and shape variation of polyphenylene dendrimers through theheterogeneous hydrogenation of embedded triple bonds // Macromolecules 2008, 41,(3), 548-558.

13. Buhleier, E.; Wehner, W.; Voegtle, F. "Cascade" and "Nonskid-Chain-Like" synthesis of molecular cavity topologies // Synthesis 1978, 155-158.

14. Denkewalter R.G., K.J., Lukasavage W. W. // J. U.S. 1981, 289, 872.

15. Denkewalter R.G., К J., Lukasavage W. W. // J. U.S. 1982, 360, 646.

16. Tomalia, D.A.; Baker, H.; Dewald, J.R.; Hall, M.; Kallos, G.; Martin, S.; Roeck, J.; Ryder, J.; Smith, P. A new class of polymers: Starburst- dendritic macromolecules. // Polym. J., 1985, 17, 117-132.

17. Newkome, G.R.; Yao, Z.Q.; Baker, G.R.; Gupta, V.K. Cascade molecules: A new approach to micelles, A27.-arborol. II J. Org. Chem., 1985, 50, 2003-2006.

18. Hawker, C.J.; Frechet, J.M.J. Preparation of polymers with controlled molecular architecture. A new convergent approach to dendritic macromolecules // J. Am.Chem. Soc. 1990, 112, 7638-7647.

19. Hawker, C.J.; Frechet, J.M.J. A new convergent approach to monodisperse dendritic macromolecules // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, 1010-1013.

20. Inoue, K. Functional dendrimers, hyperbranched and star polymers // Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 453-571.

21. Ihre, H.; Hult, A.; Frechet, J.M.J.; Gitsov, I. Double-stage convergent approach for the synthesis of functionalized dendritic aliphatic polyesters based on 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid II Macromolecules 1998, 31, 4061-4068.

22. Wooley, K.L.; Hawker, C.J.; Frechet, J.M.J. A branched-monomer approach for the rapid synthesis of dendimers. // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1994, 33, 82-85.

23. Музафаров, A.M.; Ребров, E.A. Современные тенденции развития химии дендримеров. // ВМС, Серия С, 2000, 42, (11), 2015-2040.

24. De Brabander Е., В.J., Mure-Mak М., De Man Н., Hogeweg М., Keulen J., Scherrenberg R., Cousens В., Mengerink Y., Van Der Wal B.F. Polypropylenimine dendrimers: improved synthesis and characterization // Macromol.Symp. 1996, 102, 9-17.

25. Tomalia, D.A.; Dvornic, P.R. What promise for dendrimers? // Nature, 1994,617-618.

26. Jayaraman, M.; Frechet, J.M.J. A convergent route to novel aliphatic polyether dendrimers// J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12996-12997.

27. Nummelin, S.; Skrifvars, M.; Rissanen, K. Polyester and ester functionalized dendrimers // Topics in Current Chemistry 2000, 210.

28. Uchida, H.; Kabe, Y.; Yoshino, K.; Kawamata, A.; Masamune, T. General strategy for the systematic synthesis of oligosiloxanes. Silicone dendrimers // J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7077-7079.

29. Музафаров, A.M.; Горбацевич, О.Б.; Ребров, E.A.; Игнатьева, Г.М.; Ченская, Т.Б.; Мякушев, В.Д.; Булкин, А.Ф.; Папков, B.C. Кремнийорганические дендримеры. Объемнорастущие полиаллилкарбосиланы. II ВМС 1993, 35, (11), 1867-1872.

30. Lambert, J.B.; Pflug, J.L.; Stern, C.L. Synthesis and structure of a dendritic polysilane // Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1995, 34, 98-99.

31. Suzuki, H.; Kimata, Y.; Satoh, S.; Kuriyama, A. Polysilane dendrimer. Synthesis and characterization of 2,2-(Me3Si)2Si3Me5.3SiMe // A. Chem. Lett. 1995,293.

32. Caminade, A.-M.; Majoral, J.-P. Nanomaterials Based on Phosphorus Dendrimers II Accounts of chemical research 2004, 37, (6), 341-348.

33. Rengan, K.; Engel, R. Phosphonium cascade molecules // J. Chem. Soc. Chem. Commun 1990, 1084-1085.

34. Hudson, R.H.E.; Damha, M.J. Nucleic acid dendrimers: novel biopolymer structures. // J Am Chem Soc 1993, 115, 219-2124.

35. Newkome, G.R.; He, E.; Moorefield, C.N. Suprasupermolecules with novel properties: Metallodendrimers // Chem.Rev. 1999, 99, 1689-1746.

36. Newkome, G.R.; Moorefield, C.N.; Voegtle, F. Dendritic Molecules: Concept, Synthesis, Perspectives. V.C.H.: Weinheim, 1996.

37. Tomalia, D.A.; Durst, H.D. Genealogically directed synthesis starburst cascade dendrimers and hyperbranched structures // Topics in Current Chemistry 1993, 165, 193-313.

38. Grayson, S.M.; Frechet, M.J. Convergent Dendrons and dendrimers: from synthesis to applications // Chem. Rev. 2001, 101, 3819-3867.

39. Issberner, J.; Moors, R.; Vogtle, F. Dendrimers from Generations and Functional-Groups to Functions // Angewandte Chemie-International Edition 1995, 33,(23-24), 2413-2420.

40. Nemeto, H.; Wilson, J.G.; Nakamura, H.; Yamamoto, Y. Polyols of a cascade type as a water-solubilizing element of carborane derivatives for boron neutron capture therapy II J. Org. Chem. 1992, 57, 435.

41. Hue, V.; Boussaguet, P.; Mazerolles, P.J. Organogermanium dendrimers // J. Organomet. Ch. 1996, 521, 253-260.

42. Balzani, V.; Ceroni, P.; Maestri, M.; Vicinelli, V. Light-harvesting dendrimers // Current Opinion in Chemical Biology 2003, 7, (6), 657-665.

43. Wiesler, U.M.; Weil, Т.; Mullen, K., Nanosized polyphenylene dendrimers. In Dendrimers Iii: Design, Dimension, Function, 2001; Vol. 212, 1-40.

44. Wiesler, U.M.; Berresheim, A.J.; Morgenroth, F.; Lieser, G.; Mullen, K. Divergent synthesis of polyphenylene dendrimers: The role of core and branching reagents upon size and shape // Macromolecules 2001, 34, (2), 187-199.

45. Bauer, R.E.; Grimsdale, A.C.; Mullen, K., Functionalised polyphenylene dendrimers and their applications. In Functional Molecular Nanostructures, 2005; Vol.245, 253-286.

46. Shifrina, Z.B.; Rajadurai, M.S.; Firsova N.V.; Bronstein, L.M.; Huang, X.; Rusanov A. L.; Muellen, K. Poly (phenylene-pyridyl) Dendrimers: Synthesis and Templating of Metal nanoparticles II Macromolecules, 2005, 38, 9920-9932.

47. Lehmann, M.; Schartel, В.; Hennecke, M.; Meier, H. Dendrimers consisting of stilbene or distyrylbenzene building blocks synthesis and stability // Tetrahedron Lett. 1999, 55, 13377-13394.

48. Раджадураи, M.C.; Шифрина, З.Б.; Кучкина, H.B.; Русанов, A.JI.; Мюл-лен, К. Жесткоцепные ароматические дендримеры // Успехи химии 2007, 76, (8), 821-838.

49. Pillow, J.N.G.; Halim, М.; Lupton, J.M.; Burn, P.L.; Samuel, I.D.W. A Facile Iterative Procedure for the Preparation of Dendrimers Containing Luminescent Cores and Stilbene Dendrons. // Macromolecules, 1999, 32, 59855993.

50. Jiang, Y.; Wang, J.Y.; Ma, Y.G.; Cui, Y.X.; Zhou, Q.F.; Pei, J. Large rigid blue-emitting pi-conjugated stilbenoid-based dendrimers: Synthesis and properties // Organic Letters 2006, 8, (19), 4287-4290.

51. Miller, T.M.; Neenan, T.X. Convergent Synthesis of monodisperse dendrimers based upon 1,3,5-trisubstituted benzenes. // Chem. Mater., 1990, 2, 346-349.

52. Moore, J.S. Shape-Persistent Molecular Architectures of Nanoscale Dimension I/ Acc. Chem. Res., 1997, 30, 402-413.

53. Moore, J.S.; Xu, Z.F. Synthesis of Rigid Dendritic Macromolecules -Enlarging the Repeat Unit Size as a Function of Generation Permits Growth to Continue II Macromolecules 1991, 24, (21), 5893-5894.

54. Morgenroth, F.; Reuther, E.; Mullen, K. Polyphenylene denrimers: from three-dimensional to two-dimensional structures // Angew. Chem. Inter. Ed. Engl. 1997,36, (6), 631.

55. Chen, W.; Tomalia, D.A.; Thomas, J.L. Unusual pH-dependent polarity changes in РАМАМ dendrimers: evidence for pH-responsive conformational changes // Macromolecules 2000, 33, 9169-9172.

56. Cakara, D.; Kleimann, J.; Borkovec, M. Microscopic protonation equilibria of poly(amidoamine) dendrimers from macroscopic titrations // Macromolecules 2003,36, 4201-4207.

57. Kabanov, V.A.; Zezin, A.B.; Rogacheva, V.B.; Gulyaeva, Z.G.; Zansochova, M.F.; Joosten, J.G.H.; Brackman, J. Polyelectrolyte Behavior of Astramol Poly(propyleneimine) Dendrimers // Macromolecules 1998, 31, 51425144.

58. Van Duijvenbode, R.C.; Borkovec, M.; Koper, GJ.M. Acid-base properties of poly(propylene imine) dendrimers // Polymer 1998, 39, (12), 2657-2664.

59. Koper, G.J.M., Van Genderen, M.H.P., Elissen-Roman, C., Baars, M.W.P.L., Meijer, E.W., Borkovec, M. Protonation mechanism of poly(propylene imine) dendrimers and some associated oligo amines. // J.Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6512-6521.

60. Van Duijvenbode, R.C.; Rajanayagam, A.; Koper, GJ.M. Synthesis and protonation behavior of carboxylate-functionalized poly(propyleneimine) dendrimers. // Macromolecules 2000, 33, 46-52.

61. Caminade, A.-M.; Majoral, J.-P. Water-soluble phosphorus-containing dendrimers. H Prog. Polym. Sci 2005, 30, 491-505.

62. Prevote, D.; Le Roy-Gourvennec, S.; Caminade, A.-M.; Masson, S.; Majoral, J.-P. Application of the Horner-Wads-worth-Emmons reactions to the functionalization of dendrimers: synthesis of amino acid terminated dendrimers // Synthesis 1997, 1199-1207.

63. Loup, C.; Zanta, M.A.; Caminade, A.-M.; Majoral, J.-P.; Meunier, B. Preparation of water-soluble cationic phosphorus-containing dendrimers as DNA transfecting agents. // Chem. Eur. J. 1999, 5, 3644-3650.

64. Leclaire, J.; Coppel, Y.; Caminade, A.-M.; Majoral, J.-P. Nanometric sponges made of water-soluble hydrophobic dendrimers. // J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2304-2305.

65. Krska, S.W.; Seyferth, D. Synthesis of water-soluble carbosilane dendrimers // J.Am.Chem.Soc. 1998, 120,3604-3612.

66. Luhmann, В.; Lang, H.; Bruning, K. Water-soluble carbosiloxane dendrimer И Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2001, 168,481-484.

67. Kleij, A.W.; Van De Coevering, R.; Klein Gebbink, R.J.M.; Noordman, A.M.; Spek, A.L.; Van Koten, G. Polycationic (mixed) core -shell dendrimers for binding and delivery of inorganic/organic substrates // Chemistry A European Journal 2001, 7, 181-192.

68. Gupta, U.; Agashe, H.B.; Asthana, A.; Jain, N.K. Dendrimers: Novel Polymeric Nanoarchitectures for Solubility Enhancement. // Biomacromolecules 2006, 7, (3), 649-658.

69. Ashton, P.R.; Shibata, K.; Shipway, A.N.; Stoddart, J.F. Polycationic dendrimers // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, (24), 2781-2783.

70. Momotake, A.; Arai, T. Water-soluble azobenzene dendrimers // Tetrahedron Letters 2004, 45, 4131-4134.

71. Finikova, O.; Galkin, A.; Rozhkov, V.; Cordero, M.; Hagerhall, C.; Vinogradov, S. Porphyrin and Tetrabenzoporphyrin Dendrimers: Tunable Membrane-Impermeable Fluorescent pH Nanosensors // J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4882-4893.

72. Takanashi, K.; Yamamoto, K. Divergent approach for synthesis and terminal modifications of dendritic polyphenylazomethines // Organic Letters 2007, 9, (25), 5151-5154.

73. Gillies, E.R.; Frechet, J.M.J. Designing macromolecules for therapeutic applications: polyester dendrimer-poly(ethylene oxide) "bow-tie" hibrids withtunable molecular weight and architecture // J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, (47), 14137-14146.

74. Tang, S.; Martinez, L.J.; Sharma, A.; Chai, M. Synthesis and Characterization of Water-Soluble and Photostable L-DOPA Dendrimers // Organic Letters 2006, 8, (20), 4421-4424.

75. Yang, H.; Kao, W.J. Dendrimers for pharmaceutical and biomedical applications // J. Biomater. Sci. Polymer Edn. 2006, 17, (1-2), 3-19.

76. Cloninger, M.J. Biological applications of dendrimers. // Current Opinion in Chemical Biology 2002, 6, 742-748.

77. Mammen, M.; Choi, S.-K.; Whitesides, G.M. Polyvalent interactions in biological systems: implications for design and use of multivalent ligands and inhibitors. // Angew Chem Int Ed Engl 1998, 37, 2754-2794.

78. Rockendorf, N.; Lindhorst, Т.К. Glycodendrimers. // Topics in Current Chemistry 2001, 217.

79. Roy, R.; Zanini, D.; Meunier, S.J.; Romanowska, A. Synthesis and antigenic properties of sialic-acid based dendrimers // ACS Symposium Series, Synthetic oligosaccharides 1994, 560, 104-119.

80. Aoi, K.; Itoh, K.; Okada, M. Globular carbohydrate macromolecule sugar balls. 1. Synthesis of novel sugar-persubstituted poly(amido amine) dendrimers // Macromolecules 1995, 28, (15), 5391-5393.

81. Ashton, P.R.; Boyd, S.E.; Brown, C.L.; Nepogodiev, S.A.; Meijer, E.W.; Peerlings, H.W.I.; Stoddart, J.F. Synthesis of glicodendrimers by modification of poly(propylene imine) dendrimers // Chem. Eur. J. 1997, 3, (6), 974.

82. Peerlings, H.W.I.; Nepogodiev, S.A.; Stoddart, J.F.; Meijer, E.W. Synthesis of spacer-armed glucodendrimers based on the modification of poly(propylene imine) dendrimers // Eur. J. Org. Chem. 1998,(9), 1879-1886.

83. Dubber, M.; Lindhorst, Т.К. Synthesis of chiral carbohydrate-centered dendrimers // Chem. Commun. 1998,(12), 1265-1266.

84. Bracci, L.; Falciani, C.; Lelli, В.; Lozzi, L.; Runci, Y.; Pini, A.; De Montis, M.G.; Tagliamonte, A.; Neri, P. Synthetic peptides in the form of dendrimersbecome resistant to protease activity // J. Biol. Chem. 2003, 278, (47), 4659046595.

85. Sadler, K.; Tarn, J.P. Peptide dendrimers: applications and synthesis // Reviews in Molecular Biotechnology 2002, 90, 195-229.

86. Niederhafner, P.; Sebestik, J.; Jezek, J. Peptide dendrimers // Journal of Peptide Science 2005, 11, 757-788.

87. Raduchel, В.; Schmitt Willich, H.; Ebert, J.; Frezel, Т.; Misselwitz, В.; Weinmann, H. II J. Abstr. Am. Chem. Soc. 1998, 216, 278.

88. Krause, W.; Hackmann-Schlichter, N.; Maier, F.K.; Miiller, R. Dendrimers in diagnostics // Topics in Current Chemistry 2000, 210, 261-308.

89. Stiriba, S.-E.; Frey, H.; Haag, R. Dendritic polymers in biomedical application: from potential to clinical use in diagnostics and therapy // Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, (8), 1329-1334.

90. Bayele, H.K.; Sakthivel, Т.; O'donell, M.; Pasi, K.J.; Wilderspin, A.F.; Lee, C.A.; Toth, I.; Florence, A.T. Versatile Peptide Dendrimers for Nucleic Acid Delivery // Journal of pharmaceutical scienes 2005, 94, (2), 446-457.

91. Sanclimens, G.; Shen, H.; Giralt, E.; Albericio, F.; Saltzman, M.W.; Royo, M. Synthesis and screening of a small library of proline-based biodendrimers for use as delivery agents // Biopolymers 2005, 80, (6), 800-814.

92. Clouet, A.; Darbre, Т.; Reymond, J.L. A combinatorial approach to catalitic peptide dendrimers II Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, (35), 4612-4615.

93. Douat-Casassus; Darbre, Т.; Reymond, J.L. Selective catalysis with peptide dendrimers II J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, (25), 7817-7826.

94. Choi, J.S.; Lee, E.J.; Choi, Y.H.; J.S., P. Polyethylene glycol)-block-poly(l-lysine) dendrimer: novel linear polymer/dendrimer block copolymer forming spherical watersoluble polyionic complex with DNA. // Bioconjugate Chem 1999, 10, 62-65.

95. Herrmann, A.; Mihov, G.; Vandermeulen, G.W.M.; Klok, H.-A.; Muellen, K. Peptide functionalized polyphenylene dendrimers. // Tetrahedron Letters 2003, 59, 3925-3935.

96. Кабанов, В.А. Полиэлектролитные комплексы в растворе и в конденсированной фазе // Успехи химии 2005, 74, (5).

97. Челушкин, П.С.; Лысенко, Е.А.; Бронич, Т.К.; Эйзенберг, А.; Кабанов, А.В.; Кабанов, В.А. // Высокомолек. соединения, Сер А 2004, 46, 799.

98. Pergushov, D.V.; Remizova, E.V.; Feldthusen, J.; Zezin, A.B.; Miiller, A.H.E.; Kabanov, V.A. Novel water-soluble micellar interpolyelectrolyte complexes И J. Phys. Chem В 2003, 107, (32), 8093-8096.

99. Kabanov, A.V.; Kabanov, V.A. Interpolyelectrolyte and block ionomer complexes for gene delivery: physicochemical aspects II Adv. Drug Del. Rev. 1998, 30, (1-3), 49-60.

100. Didukh, A.G.; Makysh, G.S.; Bimendina, L.A.; Kudaibergenov, S.E., In Advanced Macro- and Supramolecular Materials and Processes., 2002; 265.

101. Пергушов, Д.В.; Бабин, И.А.; Plamper, F.; Miiller, A.H.E.; Зезин, А.Б. МГУ, Москва, 2007.

102. Kusumo, A.; Bombalski, L.; Lin, Q.; Matyjaszewski, K.; Schneider, J.W.; Tilton, R.D. High capacity, charge-selective protein uptake by polyelectrolyte brushes // Langmuir 2007, 23, (8), 4448-4454.

103. Кабанов, A.B.; Кабанов, B.A. Физико-химические основы и перспективы применения растворимых интерполиэлектролитных комплексов. // Высо-комолек. соединения, Сер А 1994, 36, 183-197.

104. Michaels, A. Polyelectrolytes complexes. // Industr. Eng. Chem. 1965, 57, (10), 32-40.

105. Зезин, А.Б.; Эльцефон, Б.С. Химия и технология высокомолекулярных соединений. ВИНИТИ: Москва, 1976; Vol. 10, 200.

106. Tsuchida, Е.; Abe, К. Interactions between macromolecules in solution and intermacromolecular complexes II Adv. Polymer Sci. 1982, 45, 1-119.

107. Паписов, И.М.; Литманович, А.А. Специфичность кооперативных взаимодействий между простыми синтетическими макромолекуляами и ее связь с длиной цепи // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1977, 19, 716.

108. Литманович, А.А.; Паписов, И.М.; Кабанов, В.А. Избирательность реакций комплексообразования между макромолекулами и ее использование для фракционирования сополимеров по составу // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1980, 22, 1180.

109. Кабанов, В.А.; Паписов, И.М. Комплексообразование между комплементарными синтетическими полимерами и олигомерами в разбавленных растворах // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1979, 21, 243.

110. Papisov, I.M.; Litmanovich, A.D. II Adv. Polym. Sci. 1989, 90, 139.

111. Харенко, A.B.; Старикова, E.A.; Луценко, B.B.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Исследование кооперативных реакций олиго- и полифосфатов с полиоснованиями // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1976, 18, (7), 1604.

112. Гуляева, Ж.Г.; Зансохова, М.Ф.; Разводовский, Е.; Ефимов, B.C.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Олигомерные ионены и их реакции с синтетическими поликислотами И Высокомолекулярные соединения, Серия А 1983,25,(6), 1238.

113. Пергушов, Д.В.; Изумрудов, В.А.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Стабильность интерполиэлектролитных комплексов в водно-солевых растворах-влияние степени полимеризации полиионов // Высокомолек. соединения, Сер А 1995, 37, 1739.

114. Izumrudov, V.A.; Zhiryakova, M.V. Stability of DNA-containing interpolyelectrolyte complexes in water-salt solutions // Macromol. Chem. Phys. 1999,200,(11), 2533-2540.

115. Karibyants, N.; Dautzenberg, H. Preferential binding with regard to chain length and chemical structure in the reactions of formation of quasi-soluble polyelectrolyte complexes // Langmuir 1998, 14, 4427.

116. Изумрудов, B.A.; Харенко, O.A.; Харенко, A.B.; Гуляева, Ж.Г.; Касаикин, В.А.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1980, 22, 692.

117. Рогачева, В.Б.; Рыжиков, С.В.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Особенности фазовых превращений в водно-солевых растворах нестехиометричных полиэлектролитных комплексов // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1984, 26, 1674.

118. Пергушов, Д.В.; Изумрудов, В.А.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Влияние низкомолекулярных солей на поведение растворимых нестехиометричныхполиэлектролитных комплексов // Высокомолекулярные соединения, Серия А 1993, 35, (7), 844-849.

119. Kabanov, A.V.; Kabanov, V.A. DNA complexes with polycations for the delivery of genetic material into cells // Bioconjug Chem. 1995, 6, 7-20.

120. Cho, Y.W.; Kim, J.-D.; Park, K. Polycation gene delivery systems: escape from endosomes to cytosol II J. Pharm. Pharm. 2003, 55, (6), 721-734.

121. Pouton, C.W.; Seymour, L.W. Key issues in non-viral gene delivery // Adv.Drug Deliv.Rew. 2001, 46, (1-3), 187-203.

122. Ihm, J.-E.; Han, K.-O.; Han, K.; Ahn, K.-D.; Han, D.-K.; Cho, C.-S. High Transfection Efficiency of Poly(4-vinylimidazole) as a New Gene Carrier // Bioconjugate Chem. 2003, 14, 707-708.

123. Izumrudov, V.A.; Zhiryakova, M.V.; Kudaibergenov, S.E. Controllable stability of DNA-containing polyelectrolyte complexes in water-salt solutions // Biopolymers (Nucleic Acid Sciences) 1999, 52, (2), 94-108.

124. Vijayanathan, V.; Thomas, Т.; Thomas, T.J. DNA Nanoparticles and Development of DNA Delivery Vehicles for Gene Therapy // Biochemistry 2002, 41, (48), 14085-14094.

125. Zinchenko, A.A.; Chen, N. Compaction of DNA on nanoscale three-dimensional templates II J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, R453-R480.

126. Wagner, E.; Cotten, M.; Foisner, R.; Birnstiel, M.L. Transferrin-polycation-DNA complexes: the effect of polycations on the structure of the complex and DNA delivery to cells II Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1991, 88, (10), 4255-4259.

127. Minagawa, K.; Matsuzawa, Y.; Yoshikawa, K.; Matsumoto, M.; Doi, M. Direct observation of the biphasic conformational change of DNA induced by cationic polymers IIFEBSLett. 1991, 295, (1,2,3), 67-69.

128. Matsumoto, M.; Sakaguchi, Т.; Kimura, H.; Doi, M.; Minagawa, К.; Matsuzawa, Y.; Yoshikawa, K. Direct observation of Brownian motion of macromolecules by fluorescence microscope // J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1992, 30, (7), 779-783.

129. Izumrudov, V.A.; Savitskii, A.P.; Bakeev, K.N.; Zezin, A.B.; Kabanov, V.A. // Macromol. Chem., Rapid Commun. 1984, 5, 709.

130. Бакеев, K.H.; Изумрудов, B.A.; Зезин, А.Б.; Кабанов, В.А. Кинетика и механизм реакций образования полиэлектролитных комплексов // Доклады академии наук 1988, 229, 1405.

131. Bakeev, K.N.; Izumrudov, V.F.; Kuchanov, S.I.; Zezin, A.B.; Kabanov, V.F. Kinetics and mechanism of interpolyelectrolyte exchange and addition reactions // Macromolecules 1992, 25, (17), 4249-4254.

132. Pasternack, R.F.; Caccam, M.; Keogh, В.; Stephenson, T.A.; Williams, A.P.; Gibbs, E.J. Long-range fluorescence quenching of ethidium ion by cationic porphyrins in the presence of DNA // J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, (18), 68356840.

133. Le Pecq, J.-B.; Paoletti, C. A fluorescent complex between ethidium bromide and nucleic acids. Physical—Chemical characterization // J. Mol. Biol. 1967, 27, (1), 87-106.

134. Straetling, W.H.; Seidel, I. Relaxation of chromatin structure by ethidium bromide binding: determined by viscometry and histone dissociation studies // Biochemistry 1976, 15, (22), 4803-4809.

135. Morgan, A.R.; Lee, J.S.; Pulleyblank, D.E.; Murray, N.L.; Evans, D.H. // Nucleic Acids Res. 1979, 7, (3), 547.

136. Stewart, K.D. The effect of structural changes in a polyamine backbone on its DNA-binding properties // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1988, 152, (3), 1441-1446.

137. Изумрудов, B.A.; Зезин, А.Б.; Каргов, С.И.; Жирякова, М.В.; Кабанов, В.А. Замещение этидиевых катионов в ДНК поликатионами // Доклады академии наук 1995, 342, 626.

138. Plank, С.; Tang, M.X.; Wolfe, A.R.; Szoka, F.C. Branched cationic peptides for gene delivery: role of type and number of cationic residues in formation and in vitro activity of DNA polyplexes // Hum. Gene Ther. 1999, 10, (2), 319.

139. Toncheva, V.; Wolfert, M.A.; Dash, P.R.; Oupicky, D.; Ulbrich, K.; Seymour, L.W. Novel vectors for gene delivery formed by self-assembly of DNA with poly(L-lysine) grafted with hydrophilic polymers // Biochim. Biophys. Acta. 1998, 1380, (3), 354-368.

140. Chen, W.; Turro, N.J.; Tomalia, D.A. Using ethidium bromide to probe the interactions between DNA and dendrimers // Langmuir 2000, 16, (1), 15-19.

141. Izumrudov, V.A.; Zhiryakova, M.V.; Goulko, A.V. Ethidium bromide as a promising probe for studying DNA interaction with cationic amphiphiles and stability of the resulting complexes // Langmuir 2002, 18, (26), 10348-10356.

142. Xu, Y.; Szoka, F.C., Jr. Mechanism of DNA release from cationic liposome/DNA complexes used in cell transfection // Biochemistry 1996, 35, (18), 5616-5623.

143. Eastman S.J.; Siegel C.; Tousignant J.; Smith A.E.; Cheng S.H.; R.K., S. Biophysical characterization of cationic lipid:DNA complexes // Biochim. Biophys. Acta. 1997, 1325,(1), 41-62.

144. Tang, M.X.; Szoka, F.C., Jr. The influence of polymer structure on the interactions of cationic polymers with DNA and morphology of the resulting complexes // Gene Ther. 1997, 4, (8), 823.

145. Manning, G.S. Thermodynamic stability theory for DNA doughnut shapes induced by charge neutralization // Biopolymers 1980, 19, (1), 37-59.

146. Manning, G.S. The possibility of intrinsic local curvature in DNA toroids // Biopolymers 1981, 20, (6), 1261-1270.

147. Oupicky, D.; Konak, C.; Ulbrich, K. DNA complexes with block and graft copolymers of N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide and 2-(trimethylammonio)ethyl methacrylate // J. Biomaterials Sci. 1999, 10, (5), 573590.

148. Basu, H.S.; Schwietert, H.C.A.; Feuerstein, B.G.; Marton, L.J. // Biochem. J. 1990, 269, (2), 329.

149. Kabanov, V.A.; Zezin, A.B.; Rogacheva, V.B.; Gulyaeva, Z.G.; Zansochova, M.F.; Joosten, J.G.H.; Brackman, J. Interaction of Astramol Poly(propyleneimine) Dendrimers with Linear Polyanions // Macromolecules 1999, 32, (6), 1904-1909.

150. Li, Y.; Dubin, P.L.; Spindler, R.; Tomalia, D.A. Complex formation between poly(dimethyldiallylammonium chloride) and carboxylated starburst dendrimers II Macromolecules 1995, 28, (24), 8426-8428.

151. Miura, N.; Dubin, P.L.; Moorefield, C.N.; Newkome, G.R. Complex formation by electrostatic interaction between carboxyl-terminated dendrimers and oppositely charged polyelectrolytes // Langmuir 1999, 15, (12), 4245-4250.

152. Zhang, H.; Dubin, P.L.; Ray, J.; Manning, G.S.; Moorefield, C.N.; Newkome, G.R. Interection of a polycation with small oppositely charged dendrimers И J.Phys. Chem., В 1999, 103, (13), 2347-2354.

153. Bielinska, A.U.; Chen, C.; Johnson, J.; Baker, J.R.J. DNA complexing with polyamidoamine dendrimers: implications for transfection // Bioconjugate Chem. 1999, 10, 843-850.

154. Braun, C.S.; Vetro, J.A.; Tomalia, D.A.; Кое, G.S.; Кое, J.G.; Middaugh, C.R. Structure/function relationships of polyamidoamine/DNA dendrimers as gene delivery vehicles // Journal of pharmaceutical sciences 2005, 94, (2).

155. Welth, P.; Muthukumar, M. Dendrimer-polyelectrolyte complexation: a model guest-host system II Macromolecules 2000, 33, (16), 6159-6167.

156. Lyulin, S.V.; Darinskii, A.A.; Lyulin, A.V. Computer simulation of complexes of dendrimers with linear polyelectrolytes // Macromolecules 2005, 38, 3990-3998.

157. Lyulin, S.V.; Darinskii, A.A.; Lyulin, A.V.; Michels, M.A.J. Computer simulation of the dynamics of neutral and charged dendrimers // Macromolecules 2004, 37, 4676-4685.

158. Conwell, C.C.; Huang, L., Recent Progress in Non-viral Gene Delivery. 2004.

159. Eds Curiel, D.T.; Douglas, J.T.; Hoboken Vector tagetting for theraupeuc gene delivery // 2002, 1-710.

160. Eds Findeis, M.A.; Totowa, N. Nonviral Vectors for Gene Therapy // Methods in Molecular Medicine 2001, 65, 1-391.

161. Eichman, J.D.; Bielinska, A.U.; Kukovska-Latallo, J.F.; Donovan, B.W.; Baker, J.R., In Dendrimers and other Dendritic Polymers, Frechet, J. M. J.; Tomalia, D. A., Eds. John Willey & Sons Ltd: New York, 2001; 442.

162. Takai, Т.; Ohmori, H. DNA transfection of mouse lymphoid cells by the combination of DEAE-dextran-mediated DNA uptake and osmotic shock procedure. // Biochim. Biophys. Acta 1990, 1048, 105-109.

163. Choi, Y.H.; Liu, F.; Kim, J.S.; Choi, Y.K.; Park, J.S.; Kim, S.W. Polyethylene glycol-grafted poly-l-lysine as polymeric gene carrier // Journal of Control. Release 1998, 54, 39- 48.

164. Liu, G.; Molas, M.; Grossmann, G.A.; Pasumarthy, M.; Perales, J.C.; Cooper, M.J.; Hanson, R.W. Biological properties of poly-l-lysine-DNA complexes generated by cooperative binding of the polycation // J. Biol. Chem. 2001, 276, 34379-34387.

165. Ahn, C.H.; Chae, S.Y.; Bae, Y.H.; Kim, S.W. Synthesis of biodegradable multi-block copolymers of poly(L-lysine) and poly(ethylene glycol) as a non-viral gene carrier И J. Control Rel. 2004, 97, (3), 567-574.

166. Cotten, M.; Langle, R.; Kirlappos, H.; Wagner, E.; Mechtler, K.; Zenke, M.; Beug, H.; Birnstiel, M.L. // Proc Natl Acad Sci USA 1990, 87, 4033.

167. Park, T.G.; Jeong, J.H.; Kim, S.W. Current status of polymeric gene delivery systems // Advanced Drug Delivery Reviews 2006, 58, 467-486.

168. Kircheis, R.; Wagner, E. Polycation /DNA complexes for in vivo gene delivery // Gene Therapy and Regulation 2000, 1,(1), 95-114.

169. Van De Wetering, P.; Cherng, J.-Y.; Talsma, H.; Hennink, W.E. Relation between transfection efficiency and cytotoxicity of poly(2-(dimethylamino)ethyl mathacrylate)/plasmid complexes//./ Cont. Rel. 1997, 49, 59-69.

170. Wagner, E.; Kloeckner, J. Gene delivery using polymer therapeutics // Adv. Polym. Sci. 2006, 192, 135-173.

171. Van Dewetering, P.; Cherng, J.-Y.; Talsma, H.; Crommelin, D.J.A.; Hennink, W.E. 2-(Dimethylamino)ethyI methacrylate based (co)polymers as gene transfer agents. II J. Contr. Rel. 1998, 53, 145- 153.

172. Yaroslavov, A.A.; Sukhishvili, S.A.; Obolsky, O.L.; Yaroslavova, E.G.; Kabanov, A.V.; Kabanov, V.A. DNA affinity to biological membranes is enhanced due to complexation with hydrophobized polycation // FEBS lett. 1996, 384, 177180.

173. Mansouri, S.; Lavigne, P.; Corsi, K.; Benderdour, M.; Beaumont, E.; Fernandes, J.C. Chitosan-DNA nanoparticles as non-viral vectors in gene therapy: strategies to improve transfection efficacy // Eur J Pharm Biopharm 2004, 57, (1), 1-8.

174. Jeong, J.H.; Kim, S.W.; Park, T.G. Molecular design of functional polymers for gene therapy // Progress in polymer science 2007, 32, 1239-1274.

175. Park, T.G.; Jeong, J.H.; Kim, S.W. Current status of polymeric gene delivery systems I I Advanced Drug Delivery Reviews 2006, 58, 467-486.

176. De Smedt, S.C.; Demeester, J.; Hennink, W.E. Cationic polymer based gene delivery systems II Pharmaceutical research 2000, 17, (2), 113-126.

177. Kukowska-Latallo, J.F.; Bielinska, A.U.; Johnson, J.; Spindler, R.; Tomalia, D.A.; Baker, J.R.J. Efficient transfer of genetic material into mammalian cells using Starburst polyamidoamine dendrimers. // Proc Natl Acad Sci USA 1996, 93, 4897-4902.

178. Tang, M.X.; Redemann, C.T.; Szoka, F.C., Jr. In Vitro Gene Delivery by Degraded Polyamidoamine Dendrimers // Bioconjugate Chem. 1996, 7, 703-714.

179. Ferrari, S.; Moro, E.; Pettenazzo, A.; Behr, J.P.; Zacchello, F.; Scarpa, M. ExGen 500 is an efficient vector for gene delivery to lung epithelial cells in vitro and in vivo // Gene Ther. 1997, 4, 1100-1106.

180. Изумрудов, B.A. Явления самосборки и молекулярного "узнавания" в растворах (био)полиэлектролитных комплексов // Успехи химии 2008, 77, (4), 410-415.

181. Сухишвили, С.А.; Обольский, O.JL; Астафьева, И.В.; Кабанов, А.В.; Ярославов, А.А. Интерполиэлектролитные комплексы, содержащие ДНК: взаимодействие с липосомами // Высокомолек. соед. 1993,35,(11), 1895-1899.

182. Kim, J.S.; Maruyama, A.; Akaike, Т.; Kim, S.W. In vitro gene expression on smooth muscle cells using a terplex delivery system // J. Contr. Rel. 1997, 47, 5159.

183. Izumrudov, V.A.; Zhiryakova, M.V.; Kargov, S.I.; Zezin, A.B.; Kabanov, V.A. Competitive reactions in solutions of DNA- containing polyelectrolyte complexes // Macromol Chem., Macromol. Symp., 1996, 106, 179.

184. Boussif, O.; Zanta, M.A.; Behr, J.P. Optimized galenics improve in vitro gene transfer with cationic molecules up to 1000-fold // Gene Ther. 1996, 3, 10741080.

185. Jevprasesphant, R.; Penny, J.; Jalal, R.; Attwood, D.; Mckeown, N.B.; D'emanuele, A. The influence of surface modification on the cytotoxicity of РАМАМ dendrimers Hint. J. Pharm. 2003, 252, 263- 266.

186. Schatzlein, A.G.; Zinselmeyer, B.H.; Elouzi, A.; Dufes, C.; Chim, Y.T.; Roberts, C.J.; Davies, M.C.; Munro, A.; Gray, A.I.; Uchegbu, I.F. Preferential liver gene expression with polypropylenimine dendrimers // J. Control. Release 2005, 101,247- 258.

187. Bodalski, N.; Michalski, J.; Mlotkowska, B. Alkyl and alkenyl-pyridines. Part XVI. Acylation of 2-picolyllithium with ethyl 2-pyridylacetate and 2~pyridylacetonitrile. The synthesis of l,3-di(2'-pyridyl)acetone // Roczniki Chem. 1969, 43,677-681.

188. Sonagoshira, K.; Tohada, Y.; Hagihara, N. A convenient synthesis of acetylenes: catalytic substitutions of acetylenic hydrogen with bromoalkenes, iodoarenes and bromopyridines. // Tetrahedron Lett. 1975, 4467-4470.

189. Ogliaruso, M.A.; Romanelly, M.G.; Becker, E.I. Chemistry of cyclopentadienones. // Chem. Rev., 1965, 65, (3), 261- 367.

190. Starodubtsev, S.G.; Kirsh, Y.E.; Kabanov, V.A. II Eur. Polym. J. 1977, 10, (3), 739-742.

191. Ternay, A.L. Contemporary Organic Chemistiy. W. B. Saunders Company: 1981; Vol. 1, 510.

192. Menschutkin, N. // J.Physik.Chem. 1890, 5, 589.

193. Stanger, K.J.L.; Lee, J.-J.; Smith, B.D. Pramaticacceleration of the menschutkin reaction and distortion of halid leaving-group order. // J. Org. Chem. 2007.

194. Fuoss, R.M.; Strauss, V.P. Polyelectrolytes. II. Poly-4-vinylpyridonium chloride and poly-4-vinyl-N-butylpyridonium bromide II J.Polym.Sci. 1948, 3, (2), 246-263.

195. Izumrudov, V.A.; Zhiryakova, M.V.; Akritskaya, N.I., In Advanced Macromolecular and Supramolecular Materials and Processes, Kluver Acad. Plenum.: L., 2003; 277-289.

196. Мартин, P., Введение в биофизическую физику. Мир: Москва, 1966.

197. Sorlie, S.S.; Pecora, R. A dynamic light scattering study of four DNA restriction fragments // Macromolecules 1990, 23, (2), 487-497.

198. Sorlie, S.S.; Pecora, R. A dynamic light scattering study of a 2311 base pair DNA restriction fragment // Macromolecules 1988, 21, (5), 1437-1449.

199. Cardenas, M.; Schillen, K.; Nylander, Т.; Jansson, J.; Lindman, B. DNA compaction by cationic surfactant in solution and at polystyrene particle solution interfaces: a dynamic light scattering study // Phys. Chem. Chem. Phys 2004, 6, (7), 1603-1607.

200. Burchard, W., In Light Scattering. Principles and developments, Brown, W., Ed. Oxford University Press: Oxford, UK, 1996; 439-476.

201. Mel'nikov, S.M.; Sergeyev, V.G.; Yoshikawa, K. Transition of double-stranded DNA chains between random coil and compact globule states induced by cooperative binding of cationic surfactant // J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 99519956.

202. Orberg, M.-L.; Schillen, K.; Nylander, T. Dynamic light scattering and fluorescence study of the interaction between double-stranded DNA and poly(amido amine) dendrimers // Biomacromolecules 2007, 8, 1557-1563.

203. Dias, R.S.; Innerlohinger, J.; Glatter, O.; Miguel, M.G.; Lindman, B. Coil-globule transition of DNA molecules induced by cationic surfactants: a dynamic light scattering study II J. Phys. Chem. В 2005, 109, 10458-10463.

204. Автор выражает благодарность зав. лаб. ВМС профессору Русанову А.Л. за постоянный интерес к работе.

205. Автор искренне благодарит научного руководителя к.х.н. Шифрину Зинаиду Борисовну за дружеское участие, неоценимую помощь и плодотворные обсуждения проблем, затронутых в работе.

206. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №07-0300220, 07-03-00228)