本文關(guān)鍵詞：復合含糖聚合物的制備及其與蛋白質(zhì)和癌細胞的相互作用

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【摘要】：近年來,隨著人們對含糖聚合物的認識和研究,含糖聚合物受到了越來越廣泛的研究。糖與蛋白質(zhì)的特異性分子識別在許多生命活動中都起到非常重要的作用,例如受精,宿主與病原間作用,細胞間信息交流,免疫反應和癌癥轉(zhuǎn)移等。但單個配體與蛋白質(zhì)或受體間的作用力是有限的,通常以糖鏈的方式來達到有效的特異性識別。另一方面,自然界中的糖鏈往往包含多種不同的糖分子,并且糖分子之間排列方式對其功能有較大的影響,為了更好的研究糖鏈與蛋白及其他生物分子的作用,我們尋求便利高效的合成手段,制備側(cè)鏈上掛有(不同)配體的含糖聚合物,從而增強與蛋白質(zhì)的作用力。同時利用這種異質(zhì)性的識別來進行親和性和選擇性的調(diào)節(jié)。含糖聚合物的特異性識別能力賦予其很好的生物應用前景,因此在前述工作的基礎上,我們探索了在材料表面進行含糖聚合物的快速合成及癌細胞抓取等應用研究。研究內(nèi)容主要從下面三個方面展開:(1)通過烏吉反應和點擊化學的方法模塊化制備異質(zhì)糖含糖聚合物為了更好的模擬自然中糖與蛋白質(zhì)間相互作用,我們提出了一種通過結(jié)合烏吉反應和點擊化學的方法制備側(cè)鏈含不同糖基元的模塊化異質(zhì)糖含糖聚合物的方法并以此為模型來研究糖與蛋白質(zhì)間的相互作用。為了證實該含糖聚合物的結(jié)構(gòu),我們以mPEG-COOH為模型進行了上述的實驗。核磁共振測試,凝膠滲透色譜測試和基質(zhì)輔助激光解析電離大分子飛行時間質(zhì)譜實驗證實了我們的設計。最終得到的異質(zhì)糖含糖聚合物(PM-GM)和均質(zhì)糖含糖聚合物(PM-GG和PM-MM)都可以在水溶液中通過自組裝形成納米顆粒,透射電鏡和動態(tài)光散射的結(jié)果表明其粒徑的均一穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)濁度實驗,耗散型石英晶體微天平實驗和細菌粘附實驗很好的說明,與均質(zhì)糖含糖聚合物相比,通過該方法制備的異質(zhì)糖含糖聚合物對其相應的蛋白質(zhì)/凝集素有著更強的親和力。(2)水相條件下通過單電子轉(zhuǎn)移-活性自由基聚合的方法快速制備復合含糖聚合物表面我們首次通過單電子轉(zhuǎn)移-活性自由基聚合的方法在水相環(huán)境下進行了硅表面修飾聚(N-異丙基丙烯酰胺-共聚-N-丙烯酰氨基葡萄糖)聚合物刷的工作。該聚合可快速發(fā)生,并且表現(xiàn)出較好的可控性,研究中可通過改變丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的含量來制備不同糖含量的共聚表面。同時,我們研究了AGA含量不同的情況下表面浸潤性和溫敏性的變化。我們用該方法制備的聚(N-異丙基丙烯酰胺-共聚-N-丙烯酰氨基葡萄糖)修飾的硅表面在不同溫度下進行了非特異性蛋白質(zhì)的排斥實驗和特異性蛋白質(zhì)的吸附實驗。(3)通過單電子轉(zhuǎn)移-活性自由基聚合和點擊化學的方法制備可用于捕獲癌細胞的復合含糖聚合物材料循環(huán)腫瘤細胞存在于病人的血液中,其含量非常低,因此發(fā)現(xiàn)一種更加高效,經(jīng)濟和特異性的捕獲癌細胞的方法是非常重要的并且一直以來都是一個難題。基于上述難題,我們首次在硅納米線表面接枝了含糖聚合物-聚丙烯酰氨基葡萄糖(PAGA)和核酸適配體(aptamers),這兩種物質(zhì)分別通過表面引發(fā)單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合和點擊化學的方法接枝在表面。為了驗證聚合物在表面的接枝可控性,我們選取了2-溴代異丁酸羥乙醇酯(HEBiB)為犧牲引發(fā)劑進行了實驗,對不同反應時間下得到的聚合物進行了表征。在血漿環(huán)境下,我們發(fā)現(xiàn)PAGA修飾的表面可在一定程度下捕獲少量的癌細胞。同時,在PAGA存在的情況下,通過引入少量的aptamers后,該表面可以捕獲大量癌細胞。而作為對照實驗,所有的表面對Baf3細胞的捕獲均較少。
【關(guān)鍵詞】：含糖聚合物 材料表面 復合含糖聚合物材料 生物應用
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-38
• 1.1 含糖聚合物簡介12-13
• 1.2 平面型含糖聚合物刷的合成13-23
• 1.2.1 “Grafting-to”方法14-19
• 1.2.2 “Grafting-from”方法19-23
• 1.3 含糖聚合物刷的生物應用23-27
• 1.3.1 對蛋白質(zhì)的識別作用23-25
• 1.3.2 對細菌的識別作用25
• 1.3.3 對細胞的識別作用25-26
• 1.3.4 對病毒的識別作用26-27
• 1.4 課題的提出27-28
• 1.4.1 研究目的27
• 1.4.2 課題主要研究內(nèi)容27-28
• 1.5 參考文獻28-38
• 第二章 通過烏吉反應和點擊化學的方法制備異質(zhì)糖含糖聚合物38-61
• 2.1 引言38-39
• 2.2 實驗部分39-47
• 2.2.1 實驗原料與試劑39-41
• 2.2.2 實驗儀器41-42
• 2.2.3 疊氮化葡萄糖的合成42-43
• 2.2.4 疊氮化甘露糖的合成43
• 2.2.5 炔丙基異氰基酰胺的合成43
• 2.2.6 通過烏吉反應和點擊化學的方法制備側(cè)鏈含特定結(jié)構(gòu)的異質(zhì)糖糖聚合物43-46
• 2.2.7 聚合物性質(zhì)表征46-47
• 2.3 結(jié)果與討論47-55
• 2.3.1 通過烏吉反應和點擊化學的方法制備側(cè)鏈含相對模塊化結(jié)構(gòu)的異質(zhì)糖含糖聚合物47-50
• 2.3.2 兩親性含糖聚合物在水溶液中的自組裝行為的研究50-52
• 2.3.3 濁度實驗52-53
• 2.3.4 耗散型石英晶體微天平監(jiān)控（QCM-D）53-54
• 2.3.5 細菌粘附實驗54-55
• 2.4 本章小結(jié)55
• 2.5 參考文獻55-61
• 第三章 水相條件下通過單電子轉(zhuǎn)移-活性自由基聚合的方法快速制備復合含糖聚合物表面61-83
• 3.1 引言61-62
• 3.2 實驗部分62-71
• 3.2.1 實驗原料與試劑62-64
• 3.2.2 實驗儀器64
• 3.2.3 N-丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的合成64-65
• 3.2.4 水溶性引發(fā)劑mPEG-Br的合成65
• 3.2.5 Poly(NIPAAm-co-AGA)無規(guī)共聚物刷改性硅片表面制備復合含糖聚合物材料65-67
• 3.2.6 材料表面性質(zhì)和聚合物性質(zhì)表征67-69
• 3.2.7 同位素標記蛋白質(zhì)吸附的測試69-71
• 3.3 結(jié)果與討論71-77
• 3.3.1 水相體系下表面引發(fā)SET-LRP制備poly(NIPAAm-co-AGA)復合含糖聚合物硅材料71-73
• 3.3.2 AGA含量在表面浸潤性方面的影響73-75
• 3.3.3 不用蛋白質(zhì)的吸附實驗75-77
• 3.4 本章小結(jié)77
• 3.5 參考文獻77-83
• 第四章 通過單電子轉(zhuǎn)移-活性自由基聚合和點擊化學的方法制備可用于捕獲癌細胞的復合含糖聚合物材料83-106
• 4.1 引言83-84
• 4.2 實驗部分84-91
• 4.2.1 實驗原料與試劑84-86
• 4.2.2 實驗儀器86-87
• 4.2.3 N-丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)的合成87
• 4.2.4 通過SET-LRP和click chemistry的方法制備硅納米線復合含糖聚合物材料87-89
• 4.2.5 材料表面性質(zhì)和聚合物性質(zhì)表征89-90
• 4.2.6 基于硅納米線復合含糖聚合物材料的細胞培養(yǎng)和捕獲實驗90-91
• 4.3 結(jié)果與討論91-99
• 4.3.1 水相體系下表面引發(fā)SET-LRP聚合91-92
• 4.3.2 硅納米線的制備及表征92-96
• 4.3.3 硅納米線復合含糖聚合物材料表面的細胞捕獲實驗96-99
• 4.4 本章小結(jié)99-100
• 4.5 參考文獻100-106
• 第五章 全文總結(jié)106-108
• 攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文108-109
• 致謝109-111

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