本文選題：環(huán)境敏感 + 藥物輸送�。� 參考：《武漢大學》2016年博士論文

【摘要】：近年來,刺激響應型納米材料作為生物材料的一個重要分支,在藥物輸送和熒光成像方面的研究中獲得了人們越來越多的關(guān)注。一般而言,響應性生物材料的刺激因素可以分為內(nèi)源性和外源性兩類,其中內(nèi)源刺激因子因其無創(chuàng)性和特異性等優(yōu)點而被廣泛運用于生物醫(yī)學研究中。內(nèi)源刺激因子,即生物體內(nèi)部環(huán)境因素包括生物介質(zhì)中的pH值,溫度,離子強度,以及特定化學物質(zhì)的濃度水平等,這些眾多因素構(gòu)成生物體內(nèi)環(huán)境。在生物體中,正常組織一旦病變,局部的生物內(nèi)環(huán)境因素一般會發(fā)生相應變化,例如溫度升高或降低,氧濃度升高或降低,pH升高或降低等。有報道利用不同生物內(nèi)環(huán)境因素的差異,開發(fā)出一系列刺激響應型藥物載體,以克服傳統(tǒng)藥物輸送體系不可避免的無差別釋藥缺陷,使響應性藥物載體在到達病變組織后被內(nèi)源性因子觸發(fā)差異性的藥物釋放,而進入正常組織的藥物載體不發(fā)生刺激響應而保留完整的封裝結(jié)構(gòu),避免藥物對健康組織的毒害。眾所周知,腫瘤組織由于消耗能量較多而產(chǎn)生大量酸性物質(zhì),導致其內(nèi)部的pH值比正常組織要低。對單個細胞而言,溶酶體內(nèi)部是一個更加顯著的酸性環(huán)境,因此有大量關(guān)注抗腫瘤藥物在酸性條件下響應性釋放的報道出現(xiàn)。另一方面,正常組織與病變組織的生物內(nèi)環(huán)境差異性也進一步加深了人類對疾病診斷和成像技術(shù)的認識和研究。例如,研究表明H2S作為一類生物信號小分子,與許多人類慢性疾病的發(fā)病機制有密切聯(lián)系,如何探測和分析在生物體內(nèi)環(huán)境中的硫化氫就成了研發(fā)相關(guān)疾病診斷技術(shù)的關(guān)鍵。我們將藥物輸送和熒光成像領(lǐng)域中都有重要應用的敏感性納米顆粒作為討論和研究的對象,制備并表征了一系列對pH和硫化氫濃度有響應的納米材料,一方面用于抗癌藥物阿霉素的體外輸送以及響應性釋放,另一方面用于對細胞內(nèi)特定區(qū)域中硫化氫分子的熒光成像,具體工作包括以下四個部分：1、合成酸敏感性兩親性聚合物,與脂質(zhì),聚乙丙交酯共聚物等在水中組裝為新的雜化納米顆粒。該雜化顆粒具備酸敏感的聚乙二醇外殼,可以實現(xiàn)酸環(huán)境下響應性的摒棄聚乙二醇外殼。此外,我們還制備了一種非敏感藥物載體作為對照,并考察它們在體外輸送抗癌藥物阿霉素的不同表現(xiàn)。動態(tài)光散射的結(jié)果表明,酸性環(huán)境可有效引發(fā)聚乙二醇親水外殼脫離,導致納米顆粒粒徑快速變化。體外釋藥結(jié)果表明,酸的加入明顯加快了酸敏感載藥顆粒SLPHNP對阿霉素的釋放速度。MTT細胞毒性結(jié)果表明,與非酸敏感載藥顆粒DOX@ILPHNP相比,酸敏感載藥顆粒DOX@SLPHNP對HeLa細胞表現(xiàn)出更高的毒性。通過CLSM和FCM實驗觀察可知,兩種載藥顆粒都是經(jīng)由網(wǎng)格蛋白介導被細胞攝取,但是在相同條件下它們在細胞中的熒光分布情況卻大不相同,經(jīng)酸敏感載藥顆粒處理過的細胞核中有大量紅色熒光,說明酸敏感載體中的藥物分子能夠在HeLa細胞內(nèi)得到響應性釋放并順利進入細胞核。2、制備了一種由脂質(zhì)、酸敏感的聚合物前藥和聚乙丙交酯共聚物混合組成的雜化納米顆粒。先將聚乙二醇單甲醚末端的羥基改性,并通過酸敏感的酰腙鍵同阿霉素分子鍵合,得到阿霉素聚合物前藥mPEG-DOX;接下來利用聚乙丙交酯共聚物在水中自聚形成的疏水內(nèi)核作為模板,使脂質(zhì)和聚合物前藥分子圍繞在疏水核心四周,最終得到酸敏感型雜化納米載藥顆粒DOX-hybrid-NP。該前藥聚合物具備酸敏感性,其所構(gòu)成的雜化納米顆粒也能實現(xiàn)酸環(huán)境下響應性的摒棄聚乙二醇外層,達到快速釋放藥物的目的。動態(tài)光散射結(jié)果驗證了這一設(shè)想,即酸性環(huán)境有效引發(fā)了聚乙二醇親水外殼的脫離,導致納米顆粒粒徑快速發(fā)生變化。體外釋藥結(jié)果表明,在酸環(huán)境下DOX-hybrid-NPs釋放阿霉素分子的速度明顯加快。MTT細胞毒性、CLSM、以及FCM實驗的結(jié)果表明,DOX-hybrid-NPs在HeLa細胞內(nèi)表現(xiàn)出一定毒性,特別是當DOX-hybrid-NPs預先被酸性緩沖液處理后,抑制HeLa細胞生長的效果更加顯著,而且在細胞核內(nèi)觀察到足夠強度的阿霉素熒光。說明該酸敏感納米顆粒能夠在酸環(huán)境中顯示出響應性的同時導致藥物快速釋放,是一種良好的響應型藥物輸送體系。3、合成了兩端為苯甲酰肼的聚乙二醇衍生物,一端與3,4-二羥基苯甲醛表面修飾的磁性四氧化三鐵納米顆粒(SPION)反應,錨定到SPION表面；聚乙二醇另一端的苯甲酰肼和阿霉素鍵合,得到酸敏聚合物前藥修飾的磁性納米載體DOX-SPION。 DLS測試表明,聚乙二醇親水外層能夠提高四氧化三鐵納米顆粒在水溶液中的分散穩(wěn)定性。體外釋藥結(jié)果表明,在酸環(huán)境下DOX-SPION中阿霉素的釋放速度明顯加快。MTT細胞毒性、CLSM、以及FCM實驗的結(jié)果表明,DOX-SPION在外部磁場作用下對HeLa細胞表現(xiàn)出更強的毒性。該納米載體在磁場作用下向腫瘤細胞定向運動導致被細胞攝取更多,同時細胞內(nèi)酸性微環(huán)境也能觸發(fā)阿霉素的響應性釋放。該納米載體是兼具磁靶向和酸響應性的具有潛在應用價值的藥物輸送體系。4、利用水楊醛吖嗪將親水段聚乙二醇和疏水段十六烷基結(jié)合,得到具備聚集誘導發(fā)光特性的兩親性聚合物AIE-1。動態(tài)光散射實驗和熒光分析實驗說明,AIE-1在水溶液中自組裝成尺寸均一(18 nnm),分散穩(wěn)定的膠束顆粒AIE-M后,能夠在波長為408 nm激發(fā)光下發(fā)出明亮的綠色熒光,該熒光隨著聚合物中水楊醛吖嗪結(jié)構(gòu)與銅離子配位而迅速猝滅。通過測試無熒光負銅膠束在一系列溶液中的熒光恢復情況發(fā)現(xiàn),在硫化氫存在下銅離子與膠束將失去配位作用而重新出現(xiàn)綠色熒光。激光共聚焦實驗表明,熒光膠束探針AIE-M能夠被細胞順利攝取并發(fā)出明亮綠色熒光,特別與紅色線粒體染料共孵育后可以發(fā)現(xiàn)兩者的熒光發(fā)光區(qū)域高度重合,說明熒光膠束對細胞線粒體有較好的共定位作用。為考察無熒光負銅膠束在體外探測硫化氫的能力,在HeLa細胞攝取足夠多負銅膠束后,采用激光共聚焦觀察它們在不同濃度硫化氫條件下的熒光表現(xiàn)。隨著硫化氫濃度升高,細胞內(nèi)綠色熒光逐漸增強。此外,負銅膠束和線粒體染色劑的細胞共培養(yǎng)實驗表明,負銅膠束在細胞內(nèi)主要富集于線粒體區(qū)域,進一步說明該探針材料能夠?qū)崿F(xiàn)對亞細胞區(qū)域中硫化氫含量的熒光成像和探測。
[Abstract]:In recent years , stimulating response - type nano - materials have been widely used as an important branch of biological materials in the research of drug delivery and fluorescence imaging . In general , there are many kinds of factors which can be divided into endogenous and exogenous factors , such as pH value , temperature , ionic strength and concentration level of specific chemical substances .
and the benzoyl hydrazine at the other end of the polyethylene glycol and the adriamycin are bonded to obtain the acid - sensitive polymer prodrug - modified magnetic nano - carrier nano - carrier - SPION . The results of experiments show that the fluorescent micelle probe AIE - M can be absorbed by the cells and emits bright green fluorescence . The results of the experiments show that the fluorescent micelle has a better co - localization effect on HeLa cells under the action of external magnetic field .

【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R943
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本文編號：1785202