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逐级pH-响应型多功能纳米载药体系对肝癌靶向联合治疗的研究

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逐级pH-响应型多功能纳米载药体系对肝癌靶向联合治疗的研究

作者：张聪天津医科大学

学位级别：硕士

目的肝细胞癌(HCC)是临床上一种最常见的癌症,化学治疗在HCC的治疗中发挥着重要的作用,但是传统的化学治疗方法并不能有效的延长HCC患者的总生存期,这与化疗显著的毒性和耐药性是紧密相关的。因为血管生成在HCC的发展进程中起着重要的作... 详细信息

目的肝细胞癌(HCC)是临床上一种最常见的癌症,化学治疗在HCC的治疗中发挥着重要的作用,但是传统的化学治疗方法并不能有效的延长HCC患者的总生存期,这与化疗显著的毒性和耐药性是紧密相关的。因为血管生成在HCC的发展进程中起着重要的作用,因此抗血管生成被认为是一种很有前景的HCC治疗策略。本研究构建了一种逐级p H-响应的羧基化改性普鲁兰多糖(CAPL)修饰的β-聚氨基酯(PBAE)/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米载体系统,用于化疗药物紫杉醇(PTX)和血管生成抑制剂康普瑞汀(CA4)的肝癌靶向递送,以期联合化疗和抗血管生成治疗两种方法发挥对HCC协同增效的治疗作用。内容本论文研究的内容主要分为以下三部分。第一部分为CAPL包覆的PBAE/PLGA纳米粒子(CAPL/PBAE/PLGA)的制备与表征,主要包括CAPL的合成与化学结构的表征,PBAE/PLGA与CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的制备及其表征。第二部分为CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的体外研究,主要包括p H-响应性、电荷翻转能力以及细胞水平的活性考察等。第三部分为CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的体内研究,包括HCC荷瘤小鼠模型的构建、体内的组织分布考察与抗肿瘤的活性(对肿瘤细胞的杀伤作用和对肿瘤血管的抑制活性)的评价。方法1.CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的制备与表征:以普鲁兰多糖(pullulan)为原料,通过两步化学反应制备羧基化改性普鲁兰多糖(CAPL),并利用p H滴定法、红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对其化学结构进行表征;通过乳化溶剂挥发法制备PBAE/PLGA纳米核,而后采用共孵育的方法,利用正负电荷间的相互作用实现CAPL在疏水PBAE/PLGA纳米核表面的包覆,制备CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子;通过动态激光散射法和Zeta电位分析仪检测纳米粒子的粒径分布和表面荷电性质;利用透射电镜(TEM)观察纳米粒子的结构形态。2.CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的体外研究:通过Zeta电位分析仪检测CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子在p H 7.4,7.0与6.5的缓冲液中孵育后Zeta电位的变化,评价纳米粒子p H-响应的电荷翻转能力;制备携载生物膜荧光染料Dil的纳米粒子,并利用流式细胞术和激光共聚焦显微镜检测不同p H值(7.4,7.0与6.5)的培养条件下,CAPL/PBAE/PLGA/Dil纳米粒子在人肝癌Hep G2细胞中的蓄积及胞内定位情况,评价该纳米载体的入胞能力和p H-响应性;制备载药CAPL/PBAE/PLGA/PTX和CAPL/PBAE/PLGA/CA4纳米粒子,并通过紫外分光光度法测定载药量和包封率,评价纳米载体对两种抗肿瘤药物的携载能力;采用动态透析法考察载药纳米粒子在p H 7.4,7.0,6.5和5.5缓冲液中的体外释药情况,考察纳米载体的逐级p H-响应性释药特征;利用MTT法检测CAPL/PBAE/PLGA/PTX和CAPL/PBAE/PLGA/CA4纳米粒子对Hep G2细胞和人脐静脉内皮(HUVEC)细胞的毒性;采用划痕实验考察CAPL/PBAE/PLGA/PTX和CAPL/PBAE/PLGA/CA4纳米粒子对HUVEC细胞迁移能力的抑制作用。3.CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子的体内研究:通过皮下注射Hep G2细胞构建裸鼠肝癌模型;对CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子进行Cy5.5荧光标记,利用小动物活体成像技术检测纳米粒子通过尾静脉注射给药后在荷瘤小鼠体内的组织分布情况,并以Dil作为模型药物,考察CAPL/PBAE/PLGA/Dil纳米粒子在肝、脾和肿瘤组织中的蓄积情况,综合评价纳米载体的肝癌靶向性;尾静脉注射载药CAPL/PBAE/PLGA/PTX与CAPL/PBAE/PLGA/CA4纳米粒子,考察给药后荷瘤小鼠体内肿瘤的生长情况;对治疗后小鼠的各器官组织进行病理学检查,并利用免疫组化方法检测肿瘤组织的血管生成情况,综合评价CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子携载两种药物对HCC的协同作用。结果1.成功合成了CAPL,并通过IR光谱与1H NMR波谱对其化学结构进行了确证;成功制备了CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子,其粒径大小为178.1 nm,Zeta电位值为–17.8 m V,稳定性良好,TEM观察具有典型的“核壳结构”;CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子具有电荷翻转能力,在生理p H值条件下保持稳定并带有负电性,在弱酸性条件下CAPL分子中的β-酰胺键水解游离出正电性的胺基,进而介导了PBAE/PLGA纳米核的暴露。2.CAPL/PBAE/PLGA纳米粒子能够有效地携载抗肿瘤药物PTX与CA4,载药量分别为8.2%和6.9%;载药纳米粒子中PTX与CA4的体外释放均呈现显著的p H-响应性,随着释放介质p H值的降低,PTX和

关键词：普鲁兰多糖 pH-响应 PBAE/PLGA 联合治疗肝细胞癌

具有靶向、ph响应特性的硼替佐米新剂型的合成及其在骨肿瘤治疗中的应用

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具有靶向、pH响应特性的硼替佐米新剂型的合成及其在骨肿瘤治疗中...

作者：杨建第二军医大学

学位级别：硕士

一、研究目的泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasome System,UPS)是细胞内蛋白降解的主要途径之一。蛋白酶体内存在多种调节蛋白参与细胞的生长、增殖、分化及凋亡,该系统活性过高导致的蛋白质降解损伤可促进一些包括肿瘤在内的疾病... 详细信息

一、研究目的泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasome System,UPS)是细胞内蛋白降解的主要途径之一。蛋白酶体内存在多种调节蛋白参与细胞的生长、增殖、分化及凋亡,该系统活性过高导致的蛋白质降解损伤可促进一些包括肿瘤在内的疾病的发生。而蛋白酶体抑制剂与蛋白酶体内的酶解活性位点结合,能阻碍靶蛋白的降解,进而影响细胞原有的增殖、分化和凋亡过程。硼替佐米(Bortezomib,BTZ)作为一个强效且特异性的蛋白酶体抑制剂,通过硼酸基团与蛋白酶体活性中心的苏氨酸残基结合从而抑制肿瘤细胞的蛋白酶体,达到治疗的目的。近年来硼替佐米在多发性骨髓瘤及套细胞淋巴瘤等肿瘤的治疗中得到充分认可,然而,由于其可非特异性的结合蛋白,在肝脏中快速被清除且组织渗透和聚集能力差等特点,对于实体肿瘤的抑制作用有限,且可造成严重的毒副反应,从而明显限制了其在临床上的广泛应用。因此,近年来国内外许多学者研究以脂质体包裹的纳米凝胶、中空介孔氧化硅纳米球、PALG纳米粒等多种材料为载体构建BTZ的控释系统,在一定程度上提升了BTZ的缓释性能和生物相容性,延长了其在肿瘤局部的停留时间。但是,这些载体仍难以靶向输送BTZ达到肿瘤部位,且难以在肿瘤部位快速释放BTZ达到有效的药物浓度。这既降低了纳米载体药物投送的效率,又对体内的正常组织和器官造成毒副作用。因此,该研究课题旨在制备一种新型的纳米载体,实现硼替佐米向肿瘤部位的主动靶向输送以并在肿瘤部位实现ph响应性释放,从而显著提高硼替佐米的肿瘤抑制效应,同时降低其毒副作用。二、研究方法以第5代聚酰胺-胺树形高分子(G5 PAMAM)为基础,合成cRGD序列肽和聚乙二醇(PEG)共同修饰的、连接邻苯二酚基团(Catechol)的纳米载体cRGD-PEGPAMAM-Cat。通过载体上含有的邻苯二酚与硼酸基团反应生成硼酸酯键,从而合成cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ复合物,即硼替佐米的新剂型。进一步用透析释放法和1H NMR波谱法分析cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ复合物在不同ph条件下的体外释放,并明确细胞对载体cRGD-PEG-PAMAM-Cat的摄取情况。在体外,以MTT实验来检测cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ复合物对肿瘤细胞的杀伤作用。最后,建立乳腺癌胫骨转移的原位动物模型,进行治疗:cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ复合物组(RGD+组),PEG-PAMAM-Cat/BTZ组(RGD-组),BTZ组和磷酸盐缓冲溶液组(PBS组)。经尾静脉注射给药治疗,定期测量各组裸鼠的体重,测量肿瘤周长变化。治疗结束后,通过分析治疗前后裸鼠胫骨肿瘤的生物荧光显像,胫骨X线、Micro-CT,骨体积,骨小梁数量,肿瘤周长变化,裸鼠体重变化等数据,同时通过TUNEL染色及血常规检测等,明确硼替佐米新剂型在体内对肿瘤的抑制情况及其毒副作用的大小。三、研究结果(一)具有靶向作用、ph响应的树形高分子纳米载体的合成以及BTZ新剂型的制备成功合成cRGD、PEG和邻苯二酚基团修饰的G5 PAMAM载体(cRGD-PEGPAMAM-Cat)。1H NMR光谱图显示,合成的树形高分子载体上平均连接有36个PEG、2个cRGD及30个邻苯二酚功能基团。载体cRGD-PEG-PAMAM-Cat进一步通过邻苯二酚-硼酸盐反应形成的复合物,即cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ,也即为BTZ的新剂型。该BTZ新剂型在生理条件下(ph=7.4)具有很好的稳定性。(二)cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ的体外释放、细胞摄取以及对肿瘤细胞的抑制作用透析释药实验及1H NMR波谱法研究显示,在ph=7.4时,cRGD-PEGPAMAM-Cat/BTZ在12h时候的BTZ释放量小于5%;随着ph的降低,释放速度加快。在ph=6.5时,3h的BTZ释放量为30%,在ph=5.0时,3h的BTZ释放量为52%。连接cRGD-PEG-PAMAM-Cat的芘硼酸大量进入细胞内,而单纯的芘硼酸则几乎不进入细胞,提示在cRGD与整合素结合后的介导作用下,载体可进入细胞内。MTT实验显示,cRGD-PEG-PAMAM-Cat/BTZ复合物对细胞有着明显的毒性作用,且毒性作用随着cRGD-PEG-PAMAM-Cat所复合BTZ比例的增高而增强,而未连接cRGD的PEG-PAMAM-Cat/BTZ未表现出明显的毒性作用。(三)乳腺癌胫骨转移裸鼠模型的治疗评估各组裸鼠在治疗前后体重未见明显改变。治疗前后各组裸鼠肿瘤的相对荧光量统计表明,RGD+组的相对荧光量明显弱于PBS组及RGD-组,差异具有统计学意义(P<0.05)。尽管RGD+组与BTZ组相比无明显的统计学意义,但RGD+组荧光量较BTZ组降低一倍左右。治疗前后肿瘤最长周径(Perimeter of tumor)大小变化显示RGD组胫骨肿

关键词：靶向治疗 pH-响应 G5树形高分子硼替佐米骨转移瘤

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一种ph智能响应的荧光凝胶

一种pH智能响应的荧光凝胶

ph/离子双响应性两亲多肽水凝胶的制备与性质研究

中国化学会第30届学术年会

作者：刘威程林秀范玉兰李勋李亿保范小林赣南师范学院化学化工学院江西省有机药物化学重点实验室萍乡学院材料与化学工程学院

凝胶在载药、传感材料、生物医药、细胞培养和记忆材料方面具有重要作用。与高分子凝胶相比,通过分子的非共价键来构建新型超分子凝胶在可逆性,对外界刺激响应方面具有更加优异的性能。另外,利用小分子间多重非共价键来可以构建强的凝... 详细信息

凝胶在载药、传感材料、生物医药、细胞培养和记忆材料方面具有重要作用。与高分子凝胶相比,通过分子的非共价键来构建新型超分子凝胶在可逆性,对外界刺激响应方面具有更加优异的性能。另外,利用小分子间多重非共价键来可以构建强的凝胶体系。因此利用小分子间多重非共价键来构建具有刺激响应性能的高强度机械性能凝胶体系得以实现。我们利用氨基酸衍生物与客体分子进行自组装,构建了一种多组分新型荧光凝胶。新型凝胶具有p H值响应功能,并且随着环境p H值的变化发生凝胶与溶液结构的转换。这类新型凝胶在传感、载药、生物医药、形状记忆等方面具有潜在应用。

关键词：凝胶氨基酸衍生物 pH-响应智能

来源： cnki会议评论

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pH/离子双响应性两亲多肽水凝胶的制备与性质研究

作者：周希蕊北京化工大学

学位级别：硕士

分子自组装是指分子在其自身内部诸多作用力的驱动下，经自发的排列组装，最终形成具有一定结构和功能的组装体的过程。多肽分子作为自组装分子的重要组成部分，经自发的组装排列过程可以得到许多具有优异结构和性质的纳米材料。多肽水... 详细信息

分子自组装是指分子在其自身内部诸多作用力的驱动下，经自发的排列组装，最终形成具有一定结构和功能的组装体的过程。多肽分子作为自组装分子的重要组成部分，经自发的组装排列过程可以得到许多具有优异结构和性质的纳米材料。多肽水凝胶是其中的一种，以其含水量高、环境响应灵敏、生物相容性良好等优点吸引了许多研究者的兴趣。与此同时，人们发现某些蛋白质的错误折叠和装配会导致一些神经退行性疾病的出现。因此，深入研究多肽分子的自组装机理不但有利于我们构建新型的生物功能性材料，更能够为预防和治疗由多肽的错误装配导致的相关疾病提供有益指导。本文以由革兰氏阴性菌所分泌的一类具有细胞毒性的蛋白质中的常见多肽序列RTX（Repeat-In-Toxin）为基础，采用Fmoc固相合成法合成了双亲性多肽Pal-KAKGGAGNDDLDA（P1），通过天冬氨酸替换，得到了两条突变序列Pal-KAKGGAGNADLDA（P2）和Pal-KAKGNDGNAA（P3）。主要考察了上述三种多肽对ph和离子的响应性，分别从宏观成胶能力、二级结构、微观形态三方面对比它们的自组装性质差异，并且从胶体强度和抑菌效果两方面探讨多肽水凝胶的应用潜力。实验中利用圆二色谱手段测试多肽分子在不同条件下的二级结构，并采用透射电子显微镜对多肽自组装的形貌进行表征，最后利用流变学测试手段对胶体的机械性质进行表征。实验结果表明，多肽P1的自组装行为对ph和钙离子均有响应性，在酸性环境或钙离子的加入下，二级结构迅速由无规卷曲转变为β-折叠结构，微观形态由以囊泡为主变为交联缠绕的纤维网络结构，并最终形成肉眼可见的支撑性水凝胶。序列中天冬氨酸经逐一突变后，得到的多肽P2和P3对ph和钙离子的响应性趋于一致，在二级结构、微观形态和宏观成胶能力上都无明显差别，这说明了序列中的天冬氨酸对多肽的环境响应性有重要的决定作用。同时，流变学实验表明多肽在钙离子的调控下可以形成粘弹性适中的凝胶材料，对细菌生长具有抑制作用，这使其有望作为医用材料得到应用。本文制备得到了一种ph/离子双响应性多肽水凝胶，在ph或钙离子的调控下均可实现多肽溶液的凝胶化;通过氨基酸的突变确定了决定响应性的关键氨基酸，希望能够为多响应型多肽生物材料的开发提供有益的思路。

关键词：双亲性多肽自组装水凝胶 pH-响应钙离子响应

ph/离子双响应性两亲多肽水凝胶的制备及性质研究

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pH/离子双响应性两亲多肽水凝胶的制备及性质研究

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

第八届全国化学生物学学术会议

作者：周希蕊罗施中北京市生物加工过程重点实验室北京化工大学生命科学与技术学院

＜正＞分子自组装,即分子在自身内部作用力的驱动下,经自发的排列组装,形成具有特定结构和功能的组装体的过程,是生物体内普遍存在的一种自发现象。多肽分子是自组装分子的重要组成部分,经自组装过程可以构建出许多结构性质优异的纳米... 详细信息

＜正＞分子自组装,即分子在自身内部作用力的驱动下,经自发的排列组装,形成具有特定结构和功能的组装体的过程,是生物体内普遍存在的一种自发现象。多肽分子是自组装分子的重要组成部分,经自组装过程可以构建出许多结构性质优异的纳米材料。l其中,多肽水凝胶以其含水量高、环境响应灵敏、生物相容性良好等优点吸引了众多研究者的目光。与此同时,人们发现,某些蛋白质的错误折叠和装配也是导致一些神经退行性疾病出现的重要原因。因此,深入研究多

关键词：双亲性多肽自组装水凝胶 pH-响应钙离子响应

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日用化学工业（中英文） 2024年第1期54卷 1-15页

作者：刘佩潘婷裴晓梅宋冰蕾蒋建中崔正刚 Bernard P.Binks 教育部合成与生物胶体重点实验室江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122 中国石化仪征化纤有限责任公司江苏仪征211900 Hull大学化学系英国Hull HU67RX

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(phpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO... 详细信息

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(phpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有ph-和温度-双重响应性,能够通过改变ph或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节ph时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

关键词：非离子-阴离子Bola型表面活性剂纳米SiO2颗粒 Pickering乳状液 pH-响应温度-响应

功能化纳米介孔二氧化硅递送岩藻黄素及抗肿瘤活性研究

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功能化纳米介孔二氧化硅递送岩藻黄素及抗肿瘤活性研究

作者：李敏兰浙江海洋大学

学位级别：硕士

岩藻黄素(Fx)由于具有包括抗肿瘤在内的众多生理活性而获得人们越来越多的关注。然而水溶性差、体外易氧化和口服生物利用度低等缺点限制了它在临床上的应用。将岩藻黄素包封在纳米递送系统中可克服这些问题。而基于介孔二氧化硅(MSN)... 详细信息

岩藻黄素(Fx)由于具有包括抗肿瘤在内的众多生理活性而获得人们越来越多的关注。然而水溶性差、体外易氧化和口服生物利用度低等缺点限制了它在临床上的应用。将岩藻黄素包封在纳米递送系统中可克服这些问题。而基于介孔二氧化硅(MSN)的纳米体系在递送岩藻黄素中具有良好的应用前景。本文基于介孔二氧化硅,构建两种p H-依赖刺激响应纳米递送系统,研究了其对岩藻黄素的递送性能。主要研究内容如下:(1)通过物理吸附将Fx负载到MSN中,褐藻寡糖(ALG)通过静电吸引修饰到MSN表面,制备了p H-响应型MSN-Fx-ALG复合纳米粒子。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、热失重(TGA)、核磁共振氢谱等手段对纳米粒子进行表征,并在细胞水平上观察其细胞毒性和细胞摄取效果。TEM和SEM结果表明MSN粒径约为70 nm,可观察到清晰有序的孔道结构且ALG成功包覆于MSN表面;药物的负载实验表明包裹后的MSN对Fx的载药率和包封率最大可达32.0%和78.3%;释放实验结果表明在p H 5.5弱酸性环境中,MSN-Fx-ALG有显著的p H-依赖响应药物释放行为;MTT试验表明,与游离Fx相比,MSN-Fx-ALG显著提高了对结肠癌细胞(HCT-116)的杀伤力,细胞存活率降至49.0%;在细胞摄取实验中观察到细胞核周围存在药物荧光,证明载体已被细胞摄取并在细胞核周围释放出药物,表明该复合纳米粒子可有效被癌细胞内吞。(2)通过溶剂热法制备了纳米FeO粒子,再通过溶胶-凝胶法在FeO的表面包覆一层二氧化硅,制备出磁性介孔二氧化硅FeO-m Si O,随后将Fx负载进介孔孔道中并在表面沉积一层金属-多酚网络层作为扩散屏障,制备出具有磁性与p H响应的复合纳米粒子Fx@FeO-m Si O-TA。利用TEM、SEM、XRD、TGA、振动磁强计(VSM)等手段对纳米粒子进行表征,并在细胞水平上观察其细胞毒性和细胞摄取效果。TEM结果表明Fx@FeO-m Si O-TA粒子间分散性良好,粒径约为100 nm;VSM测试结果表明纳米粒子具备良好的超顺磁性(31.1 emu/g);载药实验结果表明制备的纳米粒子具有高的载药率(23.75%);体外释药试验表明,在酸性环境中纳米粒子能准确快速地做出p H调控响应(释放率达99.5%),在中性条件下则能有效阻止药物的泄露(释放率36.2%);最后以结肠癌细胞为对象,考察了Fx@FeOm Si O-TA的细胞毒性和细胞摄取效果,结果表明Fx@FeO-m Si O-TA纳米粒子对肿瘤细胞具有抑制作用。

关键词：介孔二氧化硅岩藻黄素 pH-响应褐藻寡糖金属-多酚

基于CB[8]的两亲性超分子聚合物的构筑及其自组装研究

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基于CB[8]的两亲性超分子聚合物的构筑及其自组装研究

作者：向梦辉南华大学

学位级别：硕士

目的:新型两亲性超分子聚合物的构筑及其性质研究。方法:设计并合成了一系列在两侧分别引入亲水性寡聚乙二醇和疏水性烷基侧链的线形刚性分子作为超分子聚合单体,将其中有最好水溶解性的单体与葫芦[8]脲（CB[8]）在水中混合,二者在CB[8... 详细信息

目的:新型两亲性超分子聚合物的构筑及其性质研究。方法:设计并合成了一系列在两侧分别引入亲水性寡聚乙二醇和疏水性烷基侧链的线形刚性分子作为超分子聚合单体,将其中有最好水溶解性的单体与葫芦[8]脲（CB[8]）在水中混合,二者在CB[8]包结增强芳香堆积作用驱动下发生自组装,形成一种带有两亲性侧链,骨架为线形全刚性的两亲性超分子聚合物。结果:通过~1H NMR核磁滴定、Job’s plot、~1H NMR COSY、2D~1H NOESY、2D ~1H DOSY、DLS、紫外-可见光谱和荧光光谱等实验对水相中形成的超分子聚合物进行了表征,并利用TEM和SEM对固态超分子聚合物的形貌进行研究,发现该两亲性超分子聚合物可进一步组装形成更高级有序结构,自组装具有浓度依赖性,在低浓度下形成纳米管结构,高浓度下则形成二维膜状结构。此外,该超分子聚合物还表现出对ph改变的响应性,酸性条件下聚合物解聚,而碱性条件下聚合物又可重新形成,解聚-聚合可通过交替加入酸和碱往复调控,表现出很好的可逆性。结论:成功构筑了一种具有ph响应的新型两亲性超分子聚合物。该研究为发展基于两亲性超分子聚合物的刺激响应纳米材料提供了研究基础。

关键词：自组装超分子聚合物两亲性 pH-响应

基于表面电荷可控荧光蛋白在构建智能响应型载体的应用

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基于表面电荷可控荧光蛋白在构建智能响应型载体的应用

作者：赵崑荔湖南大学

学位级别：硕士

基因转导是将目的基因导入靶细胞内,然后释放目的基因,使得目的基因进行表达,从而达到治疗特定疾病的目的。基因转导在广泛基因的结构功能分析,基因的调控表达,基因治疗及基因改造等方面有着广泛的应用等。尽管有很多的转染体系已经发... 详细信息

基因转导是将目的基因导入靶细胞内,然后释放目的基因,使得目的基因进行表达,从而达到治疗特定疾病的目的。基因转导在广泛基因的结构功能分析,基因的调控表达,基因治疗及基因改造等方面有着广泛的应用等。尽管有很多的转染体系已经发展为有效的商业试剂,但存在免疫反应,细胞毒性,稳定性及非智能型响应等问题。因此设计出能根据外界环境刺激与核酸自组装的载体,如ph响应和离子响应型,是十分有必要的。最近,对ScGFP表面进行重构发展出一种表面含有39组氨酸残基的新型超电荷荧光蛋白（H39GFP）。H39GFP表面上组氨酸残基有其独特的化学性质,如ph依赖的电离或接受质子的性质,以及螯合金属离子的能力。因此,我们设想通过ph和金属离子调控H39GFP的表面电荷,使H39GFP能像ScGFP 一样表面呈正电性,从而运载核酸进入细胞内。因此,本文尝试将H39GFP发展为一种外界刺激响应型载体,主要研究内容如下:（1）相对于正常生理条件（ph为7.0-7.4）,肿瘤的微环境处于弱酸条件（ph为5.7-7.0）。组氨酸残基中咪唑基团的pKa为6.10,当溶液的ph为6.0时,理论上H39GFP,所带电荷为+26。此外,基团咪唑与金属离子配位也可使H39GFP表面呈正电性。动态光散射技术,测得H39GFP在弱酸性、Ni2+存在时的Zeta电位分别为4.56± 0.45 mV 和 6.69± 1.16 mV,而 ph 为 7.4 时 H39GFP 的 Zeta 为 1.72 ± 0.24 mv。上述实验结果表明在弱酸或镍离子条件能使H39GFP带大量正电。并通过原子力显微镜证明带大量正电的H39GFP能和核酸形成高为35-70 nm的复合物,而在ph为7.0条件下,H39GFP与核酸的高度仅有5nm,说明H39GFP只有在带大量正电时,可以与核酸结合,同时用带有荧光基团的核酸,通过激光共聚焦显微镜成像支持该结论。证实了在不同刺激下H39GFP可以和核酸自组装。（2）根据H39GFP表面的变化,我们利用微环境变化作为类似激活剂物质去实现“或”和“与”逻辑门的构建。我们将ph的变化和镍离子的存在作为输入条件,H39GFP（或DNA）进入细胞情况作为输出信息,构建出“或”逻辑门。通过激光共聚焦显微成像及流式细胞仪可知,在仅满足一个条件时,H39GFP（DNA）就能进入细胞,完全符合“或”逻辑门。另外,我们还通过定义DNA的加入及镍离子的存在为输入信息,DNA进入细胞情况作为输出信息,构建出“与”逻辑门。并通过激光共聚焦成像可知,当且仅当DNA及镍离子都加入的条件下,DNA才能进入细胞,符合“和”逻辑门。基于以上结果,我们发现在ph6.0条件时,H39GFP能将siRNA带进细胞,在48小时后,通过免疫印迹实验证明,siRNA能很好的干扰目标蛋白β-actin,并达到48%干扰效率,证实了 H39GFP作为核酸载体能保持核酸的相关功能。（3）基于H39GFP作为载体,我们还构建了 ATP响应型的药物释放体系,来提高抗癌药物的释放效率。这里我们利用三磷酸腺苷（ATP）作为引发剂来可控释放抗癌药物。由于其功能化加入了 ATP的核酸适配体,因此可以在ATP浓度较大的环境中,改变构象从而释放已插入DNA的药物阿霉素（Dox）。我们通过流式细胞仪及细胞毒性实验,发现单独的ATP-Duplex/Dox无法进入细胞,并释放Dox,而有H39GFP作为载体时,ATP-Duplex/Dox能很好地进入细胞,证实了 H39GFP/ATP-Duplex/Dox能很好进入细胞并释放药物。

关键词： H39GFP 核酸载体纳米复合物逻辑门 pH-响应镍离子响应 ATP-响应