【摘要】：環(huán)糊精(CD)是一種由6-8個(gè)吡喃葡萄糖單元通過(guò)α-1,4糖苷鍵鏈接起來(lái)的分子,呈兩端開(kāi)口的中空桶狀結(jié)構(gòu),具有疏水性內(nèi)腔和親水性外殼。疏水性空腔通過(guò)主客體相互作用包結(jié)多種客體分子,形成環(huán)糊精復(fù)合物。此外,環(huán)糊精分子含有多個(gè)反應(yīng)活性不同的羥基,可以通過(guò)改性修飾制備新型環(huán)糊精化合物。由于環(huán)糊精的細(xì)胞毒性較低,生物安全性良好,近年來(lái)環(huán)糊精在藥物控制釋放、非病毒基因載體、食品添加劑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本課題采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP),成功制備了兩類環(huán)糊精聚合物,對(duì)其合成、生物相容性及在藥物/基因載體中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要研究工作如下：1.星型聚合物的合成、環(huán)境刺激響應(yīng)性及生物相容性研究本章中設(shè)計(jì)了一種親水性星型聚合物,這種支化型聚合物的臂同時(shí)含有陽(yáng)離子聚合物和兩性離子聚合物,表現(xiàn)出可調(diào)節(jié)的最高臨界溶解溫度(UCST)。聚合物以多溴代p-環(huán)糊精(CD-Br)為引發(fā)劑,甲基丙烯酸-N,N'-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和磺基甜菜堿甲基丙烯酸酯(SBMA)為單體,通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合得到。使用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)以及透射電子顯微鏡法(TEM)詳細(xì)地研究了臂長(zhǎng)、臂密度、pH值以及鹽濃度對(duì)星型聚合物的溫度響應(yīng)性影響,結(jié)果表明由于外部嵌段PSBMA屏蔽了中間嵌段PDMAEMA的最低臨界溶解溫度(LCST)行為,CDPDS星型聚合物僅表現(xiàn)出UCST特性。但PDMAEMA中間嵌段對(duì)于CDPDS聚合物的溫度響應(yīng)性及聚集行為存在重要影響。無(wú)論在純水或者pH 10的溶液中,較高的PDMAEMA密度增強(qiáng)了星形聚合物的溶解性,并且導(dǎo)致較小程度的溫度誘導(dǎo)性聚集。與線性兩性離子聚合物相比,本研究中的星型聚合物的溫度響應(yīng)性可以耐受更高的鹽濃度溶液。此外,蛋白吸附以及細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示CDPDS星型聚合物能有效降低BSA吸附以及在MCF-7細(xì)胞中表現(xiàn)出較小的細(xì)胞毒性,表明星型聚合物在生物相關(guān)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。2.線-梳型陽(yáng)離子聚合物的合成及表征本研究成功合成了一種新型線-梳型陽(yáng)離子環(huán)糊精聚合物。首先利用CH3-PEG-OH與溴代異丁基酰溴的酯化反應(yīng)制備了數(shù)均聚合度為120的PEG-Br引發(fā)劑。同時(shí)成功合成了甲基丙烯酸取代的環(huán)糊精單體GAC。以PEG-Br為引發(fā)劑,采用ATRP法引發(fā)單體GAC聚合得到二嵌段共聚物PEG-b-PGAC。再利用2-溴異丁基酰溴(BriBB)與環(huán)糊精羥基之間的酯化反應(yīng),使PEG-b-PGAC轉(zhuǎn)化為PEG-b-P (GAC-Br)。使用上述制備的二嵌段共聚物引發(fā)單體D MAEMA的聚合,優(yōu)化反應(yīng)條件,制備分子量適中,分布較窄的線-梳型陽(yáng)離子聚合物PEG-b-P(GAC-g-PDMA)。3.線-梳型聚合物作為藥物基因雙重載體的研究利用合成的線-梳型陽(yáng)離子聚合物的疏水性空腔與小分子藥物阿霉素之間的包結(jié)作用制備了一種載藥納米粒(DOX-NPs),其體外藥物釋放具有pH響應(yīng)性。DOX-NPs經(jīng)內(nèi)吞途徑進(jìn)入細(xì)胞,在MCF-7細(xì)胞中的細(xì)胞攝取依賴于藥物濃度和孵育時(shí)間。然后利用載藥納米粒(DOX-NPs)對(duì)pDNA進(jìn)行壓縮,得到同時(shí)負(fù)載藥物和基因的復(fù)合物。通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射表征其粒徑和Zeta電位,利用凝膠電泳阻滯實(shí)驗(yàn)確定載藥納米粒壓縮和攜帶DNA的能力；同時(shí)研究了復(fù)合物的細(xì)胞攝取情況及體外基因轉(zhuǎn)染等,陽(yáng)離子聚合物能攜帶藥物和基因,在胞質(zhì)區(qū)域進(jìn)行藥物釋放和基因表達(dá),進(jìn)而證明該聚合物具有協(xié)同遞送藥物和基因的能力。進(jìn)一步使用聚合物同時(shí)包封DOX及復(fù)合p53編碼的pDNA,檢測(cè)其對(duì)MCF-7細(xì)胞的毒性,結(jié)果顯示,基于線-梳型陽(yáng)離子聚合物同時(shí)遞送的DOX和p53在MCF-7細(xì)胞內(nèi)具有協(xié)同效應(yīng),產(chǎn)生了更大的細(xì)胞毒性。4.線-梳型聚合物作為靶向基因載體的研究利用線-梳型陽(yáng)離子聚合物PEG-b-P(GAC-g-PDMA)的環(huán)糊精空腔包載不同比例的葉酸基團(tuán)分子鏈,形成穩(wěn)定的葉酸受體(FR)靶向包結(jié)絡(luò)合物。將這種含有葉酸基團(tuán)的包結(jié)絡(luò)合物壓縮pDNA形成粒徑為100-200 nml的穩(wěn)定納米復(fù)合物。凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)證明此包結(jié)絡(luò)合物能有效復(fù)合pDNA。細(xì)胞毒性的結(jié)果表明,這類FR靶向包結(jié)絡(luò)合物基因載體的細(xì)胞毒性遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照PEI 25 kDa,并且具有濃度依賴性。在體外轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中,包結(jié)絡(luò)合物/pDNA的轉(zhuǎn)染效率與葉酸基團(tuán)的包結(jié)絡(luò)合率相關(guān),在一定N/P比條件下轉(zhuǎn)染效率隨葉酸含量的增大而提高。與不含葉酸基團(tuán)的包結(jié)絡(luò)合物相比,含葉酸基團(tuán)的基因載體因主動(dòng)靶向性作用而顯示出相當(dāng)或者更高的轉(zhuǎn)染效率。綜上所述,本課題成功制備了親水性星型環(huán)糊精聚合物以及線-梳型性陽(yáng)離子環(huán)糊精聚合物。星型聚合物表現(xiàn)出可調(diào)節(jié)的環(huán)境刺激響應(yīng)性,并且生物相容性良好,在生物相關(guān)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值；線-梳型陽(yáng)離子聚合物可作為多功能載體(藥物／基因雙重載體或者葉酸受體靶向基因載體),在遞送系統(tǒng)中表現(xiàn)出良好的功能和效果。此外,本論文所用研究方法均具有一定的通用性,改變合成條件或者客體分子種類,可以制備多種不同功能的新型環(huán)糊精聚合物材料,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318.08
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｓ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ邋ｃｏｍｐｌｅｘ邋ｆｏｒｍａｔｉｏｎ逡逑于與環(huán)糊精包結(jié)的客體分子類型多樣，包括直鏈或者支鏈脂肪族，醒，麗，逡逑酸，脂肪酸，芳香族化合物，氣體和極性化合物，如面素，含氧酸和胺。逡逑子被環(huán)糊精包結(jié)后，其物化性質(zhì)得改變。逡逑糊精的特殊結(jié)構(gòu)賦予環(huán)糊精的另一個(gè)重要性質(zhì)是化學(xué)修飾。環(huán)糊精化學(xué)修逡逑法有化學(xué)法和酶工程兩種，其中化學(xué)法是主要的，改性后的環(huán)糊精又稱為逡逑衍生物Ｗ。在環(huán)糊精中，每一個(gè)化喃葡萄糖單元具有Ｈ個(gè)自由哲基，且功逡逑性各不相同。Ｃ２和Ｃ３仲?gòu)交�，Ｃ６伯}L基的相對(duì)活性取決于反應(yīng)條化如逡逑度和試劑等。伯哲基和仲哲基之間的反應(yīng)性差異賦予環(huán)糊精選擇性官能逡逑，Ｗ模擬其物化性質(zhì)：溶解度，表面特性，包結(jié)效率，控制釋放，聚集。逡逑精中，２１個(gè)控基中的氨原子或哲基基團(tuán)可被替換為各種取代基，如燒基，逡逑，控^~基，氨基，硫代，甲苯橫憸基，葡糖基，糖醇等，Ｗ及各種憸，逡逑，酸，堿等。完全取代的衍生物比部分取代的衍生物表現(xiàn)出更低的水溶逡逑糊精分子完全取代時(shí)，其異構(gòu)體的數(shù)量減少。環(huán)糊精衍生物形成水溶性逡逑的能力也取決于取代的程度（如環(huán)糊精分子的溶解性和客體分子進(jìn)入環(huán)糊逡逑一

環(huán)糊精的包結(jié)識(shí)別能力，又兼具聚合物較好的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性和化學(xué)可調(diào)性等，逡逑環(huán)糊精空腔和聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的綜合作用提高了材料的性能。環(huán)糊精聚合物己經(jīng)逡逑存在數(shù)十年，圖１－３表示不同類型的環(huán)糊精聚合物。逡逑ａ邋Ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ邋ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ邋ｗｉｔｈ邋１－ｃｈｌｏｒ0４３－ｅｐｏｘｙ邋ｐｒｏｐａｎｅ邐ｂ邋Ｐｏｌｙａｌｔｙｌａｆｎｉｎｅ邋ｗｉｔｈ邋ｐｅｎｄａｎｔ邋ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｓ逡逑ｃＶｂ邐么ｒ—Ｈ。＂，邐［ｗ邋ｒＪ＞邋ｒｊｚ逡逑瓜狙＇…�！��！耍冗姡姡义希希冗姡冗姡板义希缅澹蹋椋睿澹幔蝈澹簦酰猓邋澹铮驽澹悖悖欤铮洌澹簦颍椋睿箦义希希儒澹希儒澹希儒澹希儒澹希儒义隙清澹缅逭鳎海牛唬桑蒎义希希儒澹希儒澹希儒澹希儒澹希儒义希溴澹蹋椋睿澹幔蝈澹悖悖欤铮洌澹簦颍椋铄澹穑铮欤恚澹蝈义�，邐廣．ｗ逡逑。）、／邋ＯＨ邐＇２／＾江。。ｔ…逡逑…‘苗邐？重逡逑盧、卷旱邐屯NB邋＇Ｓ？。丫腳°丫。一、／文－９邋右NB邋－－Ｓ邋／逡逑ＷａＮ廣邐化＞邋０＾邋水彎＼0邐ＮＨ２＊邋ＮＨ２＋邐0，咕。妒邋％、。逡逑婉。％－。＇邐向％。逡逑朵邐Ｘ邐

本文編號(hào)：2755117