叶酸修饰pH响应壳聚糖衍生物胶束的制备及性能表征

制备了叶酸（FA）、胆固醇琥珀酸单酯（CHS）共修饰的羟丙基壳聚糖衍生物（CHS-HPCHS-FA）,该衍生物在水中能够自组装形成粒径为200~400nm的胶束。研究了疏水片段CHS的取代度对胶束的临界胶束浓度、粒径、载药及释药性能的影响,分析了胶束pH响应控释药物的机理,结果表明,疏水片段取代度高的产物,其临界胶束浓度较低,形成的胶束粒径较小,载药效率较高。体外溶出结果显示,载药胶束在pH5.5条件下释药速率明显比pH7.4条件下更快,体现了pH响应控释药物的效果。体外细胞毒性实验结果表明,胶束的生物相容性较好,且叶酸修饰的载药胶束可增强肿瘤细胞的摄取,细胞毒性明显增大。     

主-被动靶向细胞内还原引发释放的聚合物纳米胶束抗癌药物

先用开环聚合(ROP)合成大分子的RAFT试剂(PCL-SS-DMP),然后采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)法,合成了亲水性的N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)和主动靶向配体叶酸单体丙烯酰胺-叶酸(AA-FA),制备了具有主动靶向还原敏感性的两亲性嵌段共聚物(PCL-SS-b-PHPMA-b-PFA),用核磁共振(1 HNMR)对其结构进行表征.此共聚物在水溶液中可自组装形成聚合物胶束,由透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征可知胶束为尺寸约100nm的球形颗粒,用DLS观察到胶束粒径在10mmol二硫苏糖醇作用下随时间的增加而逐渐增大.以抗癌药物阿霉素(DOX)为模型药物,研究载药胶束在模拟人体环境中的控释行为.用四氮唑盐还原法(MTT)研究不同浓度的聚合物胶束对人宫颈癌HeLa细胞的细胞毒性,并评价载药胶束在细胞中的抗癌效果.结果表明,PCL-SS-b-PHPMA-b-PFA可作为包载DOX的一种新型纳米材料,载药胶束的体外释放呈明显的还原依赖性,且具有较好的体外抗肿瘤活性,有望成为理想的抗肿瘤药物载体.     

可降解纳米氧化钇空心球载药体系的体外抗肿瘤效应

纳米氧化钇空心球在生物医学领域具有广泛的应用.以酚醛树脂微球为模板,合成出了尺寸均一、分散性好的纳米Y₂O₃空心球(HYNPs).它不仅在体外表现出显著的酸性降解行为,而且负载抗肿瘤药物阿霉素(DOX)后,载药体系HYNPs-DOX也表现出明显的pH响应药物释放特点.pH为5.0时,72 h的药物释放可达到70.46%;而pH为 7.4时,72 h的药物释放仅25.04%.进一步通过激光共聚焦显微镜监测载药体系在细胞内的DOX释放,发现随着时间的延长,细胞内DOX的荧光逐渐增加,表明DOX在细胞内释放量的增加.体外抗肿瘤细胞毒性结果显示,HYNPs对肿瘤细胞MCF-7和MDA-MB-231的活性没有影响,而HYNPs-DOX则表现出较高的体外抗肿瘤效应,与游离DOX相当.可见,该材料作为抗肿瘤药物载体具有潜在的应用价值.     

酸和谷胱甘肽的双重响应性聚合物胶束负载光敏剂用于肿瘤细胞的光动力治疗

将大分子引发剂溴代聚乙二醇单甲醚(PEG2KBr)和酸响应的单体二(2-丙烯酰氧基乙氧基)-(4-甲氧基苯基)甲烷(ACD)通过逆向增强-原子转移自由基聚合(DE-ATRP)得到新型的两亲性嵌段共聚物PEG-b-PACDs,再利用滴水法自组装形成纳米胶束及载有二氢卟吩e6(Ce6)的纳米胶束。通过核磁共振氢谱(~1H-NMR)、动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等对聚合物的结构及胶束粒径和形貌进行了测试表征,并采用噻唑蓝(MTT)法验证了载有Ce6的胶束对细胞的毒性。结果表明,聚合物可自组装成均一的球形胶束,负载Ce6后载药量可达到6.04%;在模拟肿瘤微环境的条件下,载药胶束具有酸、谷胱甘肽(GSH)两重响应性,并且有着良好的载药缓释性能;细胞毒性实验证明了该载药胶束对癌细胞具有很好的光动力治疗(PDT)效果。     

生物素修饰的Fe3O4纳米粒子作为抗癌药物载体的应用研究

本文将生物素(Biotin)修饰于Fe₃O₄磁性纳米粒子表面制备了BIO-MNPs纳米材料。盐酸阿霉素(DOX)可以通过与生物素之间的氢键作用和自聚集作用负载于BIO-MNPs表面，实验条件下的最大负载量可达823.6 mg/g，且BIO-MNPs@DOX对DOX的释放在弱酸性环境下更优。体外溶血实验以及细胞毒性实验证明BIO-MNPs具有良好的血液相容性和较低的生物毒性；体外细胞摄取实验证明BIO-MNPs@DOX对肝癌细胞和人乳腺癌细胞具有较好的靶向性能，且具有良好的抑制效果。以上结果表明BIO-MNPs可作为药物载体负载抗癌药物DOX，且BIOMNPs@DOX在癌细胞的靶向抑制方面具有一定的应用价值。     

叶酸功能化纳米钻石载药体系的制备及其对C6细胞靶向性研究

通过共价偶联的方法制备了聚乙二醇二胺(H2N-PEG-NH2)和叶酸(FA)修饰的纳米钻石(NDs)复合物(ND-PEG-FA),然后在硼酸(BBS,pH 8.0)缓冲溶液中通过物理吸附将小分子药物阿霉素(DOX)附载于NDPEG-FA纳米载体上,制备成ND-PEG-FA/DOX纳米药物。采用紫外-可见分光光谱法和荧光光谱法分别测定了NDs表面偶联NH2-PEG-NH2量为200μg/mg,ND-PEG-NH2表面偶联FA量为44μg/mg以及DOX在ND-PEG-FA纳米载体上的吸附量为(47±1.26)μg/mg.以大鼠神经胶质瘤C6细胞为体外模型肿瘤细胞,利用流式细胞仪(FCM)检测不同浓度的游离叶酸对C6细胞摄取ND-PEG-FA/DOX药物量的影响,结果表明随着游离FA浓度的增加,细胞摄取药物的量因受到游离FA的抑制而明显减少,且最大抑制率可达66.13%,此现象说明制备的ND-PEG-FA/DOX纳米药物进入C6细胞体内为叶酸受体介导机制,同时说明ND-PEG-FA纳米载体具有良好的靶向输送化疗药物的特性。     

基于“科教融合”的化学生物学综合实验设计

将科研成果转化为化学生物学综合实验,探究细胞模型对药物毒性检测的影响。实验在体外建立了单层细胞(2D)和三维细胞(3D)培养模型,通过ATP生物荧光法检测阿霉素(Doxorubicin,DOX)在HepG2 2D和3D细胞模型中的毒性。结果显示,DOX对3D细胞球的毒性远远低于2D细胞。激光共聚焦成像分析发现,细胞模型对药物的摄取存在明显的影响。该实验体现了体外细胞模型的构建、三维细胞活力检测、药物摄取及分布分析等前沿领域的相互融合。通过实验有助于让学生了解科学研究的全过程,提高学生的科学素养和实践能力。     

响应性高分子抗肿瘤药物纳米微胶束的构筑

合成了聚(4-甲基丙烯酰-醛基苯甲酸酯)-聚乙二醇-聚叶酸[P(HBA-TMOBA)-PEG-PFA]两亲性嵌段聚合物.透射电镜(TEM)照片显示制备的胶束成球形,平均粒径约为106nm.模拟细胞内释药结果表明,在体外药物输送过程中,仅有14.62%的阿霉素在48h释放,而在pH=5.0的条件下(在胞内体/溶酶体内),48h释放率达到78.87%.细胞毒性(MTT)证明合成的聚合物P(HBA-TMOBA)-PEG-PFA纳米药物载体微胶束对正常组织细胞无毒性,并且对人体宫颈癌(HeLa)细胞有良好的抑制作用.     

羧甲基壳聚糖修饰阿霉素纳米脂质体的制备及体外细胞实验

以羧甲基壳聚糖(CMCT)为修饰剂,采用薄膜-pH梯度法制备具有pH敏感性的阿霉素纳米脂质体(CMCT-DOX-NL),以增加抗癌药物在肿瘤部位的蓄积,同时增强抗癌药物向肿瘤细胞内的传递。结果表明:制备的CMCT-DOX-NL粒子形貌圆整,粒径分布均匀为(38±22.1)nm,药物包封率为88.83%;相比传统的阿霉素纳米脂质体(DOX-NL),CMCT-DOX-NL与Hela细胞的结合和摄取均有所提高,对细胞的杀伤作用更强;CMCT-DOX-NL的体外药物释放具有明显的pH敏感性,比普通的阿霉素脂质体更能促进阿霉素(DOX)向肿瘤细胞内的传递。     

聚多巴胺修饰的黑磷纳米片:一种光疗/化疗协同治疗癌症的平台

制备了一种基于黑磷纳米片(BPNSs)的多功能纳米药物载体,能够联合化疗和光热疗法用于癌症治疗.BPNSs通过静电吸附作用吸附抗癌药物阿霉素(DOX),然后通过多巴胺(DA)自聚合形成聚多巴胺(PDA)涂层后,成功制备一种纳米复合载药材料BPNSs-DOX@PDA.BPNSs-DOX@PDA具有极好的DOX载药能力、优异的光热转换性能、pH-和光响应控制释药和较低的细胞毒性等优点.这些特点使得BPNSs-DOX@PDA成为一种卓越的抗肿瘤药物递送系统,具有临床应用的巨大潜力.     

磁热响应复合载药胶束的热化疗协同效应

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)为单体,通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT),制备了一种临界相转变温度(LCST)为42.5℃的温敏性两亲性嵌段共聚物PLA29-b-P(NIPAM29-co-DMAM13)。通过高温前驱体分解法制备了单分散超顺磁性纳米粒子Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4;并采用自组装得到了载有药物(喜树碱,CPT)和磁性纳米粒子的磁热温敏复合载药胶束。通过透射电子显微镜、紫外光分光光度计以及MTT等对该胶束的形态、药物控释能力和细胞毒性进行了研究。结果表明,该胶束具有良好的生物学和药物控释性能。同时,通过激光共聚焦显微镜与流式细胞仪研究了磁热温敏复合载药胶束在不同条件下对特定肿瘤细胞的生长抑制作用。结果表明,磁热疗和化疗的高效协同效应可促进肿瘤细胞对药物的吞噬,增强药物对肿瘤细胞的毒性。对该载药胶束的磁热化疗协同增效机制也进行了初步探究。     

羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价

以丙烯酸(AA)和羧甲基壳聚糖(CMC)为单体,通过热引发自由基接枝共聚反应,制备了一种新型pH敏感的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMC-g-PAA)水凝胶。FT-IR结果表明成功实现了聚合反应,溶胀性实验表明CMC-g-PAA水凝胶具有明显的pH敏感性。以胰岛素(INS)为模型药物,将其负载到CMC-g-PAA水凝胶中,得到了载药量为216.5mg/g的载药凝胶。体外释放曲线表明:在pH值为1.2的条件下,2h后INS的累计释放量为(16.3±2.6)%;在pH值为7.4的环境中,2h后INS的累计释放量达到(57.2±3.5)%。说明载药凝胶可以在肠道环境中靶向释放INS,避免INS被胃酸和胃蛋白酶破坏。动物实验结果表明,负载INS水凝胶具有良好的降血糖效果。CMC-g-PAA水凝胶与Caco-2细胞共同培养,细胞存活率接近100%,表明水凝胶对Caco-2细胞没有细胞毒性。CMC-g-PAA水凝胶在蛋白或多肽类药物定位递送方面具有优良的应用前景。     

PHBV/葡聚糖纳米药物载体的制备及表征

两亲性聚合物纳米颗粒作为疏水性抗肿瘤药物载体因其能够增强化疗效率并降低毒副作用而受到广泛关注.采用双乳液溶剂挥发法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/葡聚糖纳米颗粒,测得平均粒径为205.0±6.9nm,Zeta电势为-1.59±0.12mV,纳米颗粒具有明显的壳核结构,粒径均一,分散性良好.将疏水性化疗药物顺铂包载后,其粒径及电势均无明显变化,载药量达19.3±2.9%.顺铂在模拟肿瘤细胞环境pH=5.5的磷酸盐缓冲液(PBS)中比正常细胞环境pH=7.4时释放更快,且累计释放周期均长达7d以上,表明该药物载体具有一定的pH响应性以及优异的缓释性能.细胞集落形成实验表明PHBV/葡聚糖纳米药物载体具有良好的生物相容性,而载药纳米颗粒对肿瘤细胞的毒性明显高于正常细胞,表明该纳米颗粒对肿瘤细胞具有更强的杀伤作用.综上所述,PHBV/葡聚糖纳米颗粒具有两亲性分子结构,合适的粒径及Zeta电势,显著的缓释效果,对肿瘤细胞具有pH响应性及更强的杀伤作用等优势,有望成为一种新型纳米药物载体,在癌症化疗中显著提高药物利用率并降低毒副作用.     

聚乳酸-聚乙二醇三嵌段共聚物包载紫杉醇纳米胶束的制备及其体外药物释放行为

以聚乙二醇和丙交酯为原料,合成了一系列分子量的聚乳酸聚乙二醇三嵌段共聚物.分别采用直接溶解法和溶剂挥发/薄膜水化法制备了包载抗癌药物紫杉醇的纳米胶束.用DLS和SEM观测纳米胶束的形态,采用HPLC研究载药胶束的载药量、包封率,在体外磷酸缓冲盐(pH 7.4),37℃模拟条件下研究载药胶束的体外释放行为,MTT法研究了空白胶束的细胞毒性以及载药胶束对C6细胞的体外抑制.结果表明使用直接溶解法得到粒径为200nm的球形胶束,使用溶剂挥发/薄膜水化法得到粒径分别为50nm和150nm的纳米胶束;溶剂挥发/薄膜水化法的载药量和包封率高于直接溶解法,缓释曲线均符合Ritger-Peppas指数模型;材料和制备方法均未引入细胞毒性,采用直接溶解法制备的载药胶束与游离紫杉醇对脑胶质瘤细胞C6的抑制效果相当.     

紫杉烷类PEG-PDLLA纳米粒的制备及其体外评价

采用乳化-溶剂蒸发法制备紫杉烷类PEG-PDLLA纳米粒,马尔文激光粒度仪测其粒径及Zeta电位;HPLC法测定纳米粒包封率和载药量;研究载药纳米粒在PBS中的释放动力学;初步评价载药纳米粒在MGC803、HeLa细胞中的摄取及细胞毒性。结果表明,通过包载形成的纳米粒的粒径为(13±1)nm,分布较集中。载体与药物的质量比在20∶1时,紫杉醇的均一性最好,卡巴他赛的包封率最高,达到88.77%。载药纳米粒具有较好的缓释作用,MGC803、HeLa细胞的存活率降低,与临床用注射剂效果相近。紫杉烷类PEG-PDLLA纳米粒的性质、释放、细胞抑瘤率都较好,可为开发紫杉烷类新型静脉注射制剂提供实验依据。     

载紫杉醇的pH敏感型热休克蛋白纳米载体的肿瘤细胞摄取特性及药理学评估

为探究载紫杉醇(PTX)的pH敏感型热休克蛋白纳米载体(PT-HSP)的肿瘤细胞摄取特性、药理学活性及生物安全性,采用荧光显微技术和分光光度法分析不同相对分子质量和聚磺胺嘧啶/聚乙二醇丙烯酸共聚物(PSPA)比例制备所得的PT-HSP对细胞摄取的影响,采用台盼蓝染色法分析载PTX的PT-HSP对肿瘤细胞的选择性杀伤能力,通过树脂天青法分析其细胞毒性并进行溶血试验,最后利用不同的内吞抑制剂对肿瘤细胞摄取PT-HSP的机制进行探讨.结果显示:当PT-HSP中PEG的相对分子质量达到6 000且与HSP亚基的摩尔比为2∶1时,可以显著抑制正常细胞对PT-HSP的摄取,而不影响肿瘤细胞对其摄取,说明其具有良好的肿瘤细胞靶向性;同时,与PTX相比,载PTX的PT-HSP对正常细胞伤害小,对肿瘤细胞杀伤力强,并具有良好的生物安全性;摄取机制分析结果表明PT-HSP可能通过依赖能量的巨胞饮方式以及小窝介导的内吞方式进入肿瘤细胞.综上所述,PT-HSP能选择性进入肿瘤细胞释放PTX并发挥抗肿瘤药效,有望成为一种安全、有效的靶向药物载体用于抗肿瘤治疗.     

基于普朗尼克F127构筑纳米胶束的制备研究

聚合物胶束是一种新型的给药系统,其疏水核适用于装载各种难溶性药物,作为疏水药物的载体可以增加疏水药物的水溶性和稳定性.采用直接溶解法将阿霉素(DOX)—脱氧胆酸钠(NaDC)复合物的混悬液作为药物加入到一定浓度的普朗尼克F127胶束分散体中,磁力搅拌5 h后用0.45μm的乙酸纤维素过滤器过滤,将滤液倒入10 mL容量瓶并用超纯水稀释至刻度,制备得负载阿霉素的胶束溶液,随后对负载阿霉素的胶束和F127胶束的理化性质进行考察.用芘荧光探针法测F127的临界胶束浓度(CMC);纳米粒度及Zeta电位分析仪测得不同温度下两种胶束的粒径和Zeta电位;紫外分光光度计(UV)测定载药胶束的载药率;透析法测定其体外释放情况.实验结果显示阿霉素的包封率为(3.03±0.24)%,载药率为(0.15±0.1)%;负载阿霉素胶束的粒径和电位在不同温度下存在差异,发现阿霉素用F127胶束溶液包裹后能改善其水溶性差、不稳定等性质,具有良好的应用前景.     

载药果胶基纳米粒子体外HepG2肝癌细胞的靶向性研究

具有良好的生物相容性且生物可降解天然多糖,一直作为药物传递体系,具有如下优点:可延长药物的生物半衰期,减轻药物的毒副作用.本实验旨在制备一种果胶基载5-氟脲嘧啶(5-Fluorouracil,5-FU)纳米粒子(P-5-FU)载药系统,探讨果胶基纳米载药体系本身带有大量的半乳糖残基这种天然靶头对人肝癌细胞HepG2的靶向效果.MTT法测定载药果胶基纳米粒子对HepG2和A549细胞的增殖抑制作用,MTT结果显示P-5-FU对HepG2细胞的增殖具有明显抑制作用,呈剂量依赖性,且作用较5-FU强;而P-5-FU对A549细胞增殖亦有明显抑制作用,呈剂量依赖性,但与5-FU相比无明显差别;高效液相色谱法(HPLC)对两种细胞对载药纳米粒子的摄取情况和靶向性进行了测定.细胞摄取结果显示HepG2细胞对P-5-FU的摄取量较5-FU明显增多,而A549细胞对P-5-FU和5-FU的摄取量没有明显的差别.半乳糖饱和ASGPR结合位点后两种细胞对P-5-FU和5-FU的摄取量都没有明显的差别.结果表明果胶基纳米载药粒子可特异性靶向高表达的细胞.     

双响应脂质体纳米凝胶的构建及性能

针对抗癌药物难以在肿瘤部位精准控制释放的问题,设计了一种双重响应脂质体纳米凝胶载体.通过模板原位聚合方法,本文构建了pH和还原双敏感的脂质体纳米凝胶(pH/R-lipogels),其中包括pH敏感的脂质体膜和二硫键交联的氧化还原敏感纳米凝胶内核.通过激光粒度仪和透射电镜研究了pH/R-lipogels的粒径分布和形貌,结果证明pH/R-lipogels粒径分布较窄且呈现出规则的球形结构.体外药物释放实验结果表明,载药双敏感脂质体纳米凝胶(DOX@pH/R-lipogels)能够快速响应pH值和GSH浓度的变化,提高阿霉素盐酸盐(DOX)的释放速率.体外细胞实验显示,DOX@pH/R-lipogels在肿瘤细胞微环境的刺激下,DOX能够被有效地释放进而促进4T1细胞凋亡.这些结果表明脂质体纳米凝胶在药物递送系统中具有很大的潜力并为膜材料的研究奠定了基础.     

铁蛋白重链亚基纳米载药系统的构建及其特性

靶向给药能将药物传递到指定位置,从而改变药物的疗效并减少毒副作用。构建了一种具有高度生物安全性的人表皮生长因子-铁蛋白重链亚基纳米粒子(EGF-5Cys-FTH1),该纳米粒子能有效靶向于过表达的表皮生长因子受体(EGFR)的乳腺癌细胞。由于采用了基因突变增加了蛋白的载药位点,所构建的阿霉素/铁蛋白重链亚基(DOX/EGF-5Cys-FTH1)纳米载药系统显示了较高的载药量,即1mol EGF-5Cys-FTH1可载72mol阿霉素,且具有pH可控释放的特性。与游离DOX相比,该载药系统相比于对乳腺癌耐DOX的MCF-7/ADR细胞具有更好的致死作用。这些研究为探索构建蛋白类的载药系统治疗癌症提供了新方法。