刺激响应性嵌段聚合物的制备、自组装及对DOX的控释研究

发布时间：2017-08-02 12:11

  本文关键词：刺激响应性嵌段聚合物的制备、自组装及对DOX的控释研究

  更多相关文章： 点击反应 ATRP DOX pH响应 荧光性 细胞毒性实验

【摘要】：刺激响应型聚合物是能够随着外界环境发生细小的变化而迅速做出响应,进而导致聚合物相应的物理结构和化学性质发生变化甚至突变的高分子,很多科研工作者对高分子科学领域中的刺激响应型聚合物具有广泛的研究兴趣。目前,利用活性/可控自由基聚合和一些高效的化学反应,从而可以采用将多种方法相结合的方式能够方便地制备一系列分子量和结构可控的刺激响应型聚合物;由于两亲性刺激型嵌段聚合物在水溶液中可以自组装形成胶束,并运用包覆疏水性药物小分子;具有p H或者温度响应的载药胶束能够随着人体不同部位p H和温度的响应性变化。通过此种方法可有效控制药物的释放,不仅可以增加疏水药物的水溶性,而且还可以降低药物在输送过程中对正常组织的毒副作用;基于此,刺激响应型聚合物作为疏水性药物输送系统具有较大的市场应用前景。本论文的内容是在前人工作的基础上,在刺激响应型聚合物的设计合成以及作为药物载体的应用方面进行了一些探索研究,具体的工作如下:(1)利用点击反应,开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)相结合的方法,以甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)和2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸甲酯(MEO_2MA)为单体,成功制备出具有不同链段的星状嵌段聚合物,多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)-聚己内酯(PCL)-聚(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸聚乙二醇酯);利用FT-IR、1H NMR、凝胶渗透色谱(GPC)和X射线光电子能谱分析(XPS)对星状聚合物的结构进行分析;改变PEGMA和MEO_2MA摩尔比所制备的星状聚合物在自组装形成胶束后,通过控温紫外分光光度计(UV-vis)、动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对其组装成胶束的结构进行研究可知,可以通过改变单体的摩尔比来精准的调节胶束的LCST,在本章内容中其LCST的可调范围是从34到57℃。(2)通过点击反应,开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)相结合的方法,以甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)和甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为单体,制备出具有不同疏水内核的星状嵌段聚合物POSS-(PCL-P(DMAEMA-coPEGMA))_(16);通过FT-IR、1H NMR、GPC、XPS和TG分析对星状共聚物的结构进行表征;星状嵌段聚合物能够在水溶液中自组装成以疏水的POSS和PCL为内核,以亲水的P(DMAEMA-co-PEGMA)为壳的核壳结构,利用UV-vis、DLS和TEM对其稳定性及组装结构进行研究;利用DOX作为模型药物对载药胶束在不同PBS(p H 5.0和7.4)中的控释能力进行研究,55 h后,载药胶束DPD2累积释放DOX为82%,并通过CCK-8实验可知:不同浓度的聚合物胶束使He La细胞的存活率达到90%,载药胶束具有细胞毒性,通过CLSM可以证明药物DOX在不同时间段细胞内的分布情况;(3)为了标记载药胶束在生物体内的位置,利用开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)相结合的方法,制备出三嵌段两亲性聚合物聚乙二醇单甲基醚-b-聚己内酯-b-聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(m PEG-b-PCL-b-PDMAEMA),接着对其引入叠氮基团。最后,含叠氮基团的共聚物和含炔基的改性香豆素通过点击反应合成具有含香豆素荧光共聚物,通过UV-vis和荧光分光光度计对该共聚物进行表征。将端基含荧光基团的三嵌段共聚物在水溶液中自组装形成以疏水的PCL为核和亲水的m PEG、PDMAEMA为壳的核-壳胶束,通过荧光显微镜对胶束的荧光性能进行研究,考察载药胶束在PBS(p H 5.0和7.4)中的控释能力,50 h后,载药胶束DMPDP2累积释放DOX为88.7%,并通过CCK-8实验对聚合物材料以及载药胶束生物相容性和细胞毒性进行研究,研究发现:不同浓度的聚合物胶束使He La细胞的存活率达到95%。通过CLSM可以发现载药胶束是通过内吞的方式聚集在细胞核处,从而杀死He La细胞。
【关键词】：点击反应 ATRP DOX pH响应 荧光性 细胞毒性实验
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 文献综述12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 环境响应型嵌段共聚物的活性/可控合成及其自组装的研究进展12-17
• 1.2.1 刺激响应型共聚物的合成方法简介12-15
• 1.2.2 “活性”/可控自由基聚合与点击化学结合制备环境响应型嵌段共聚物及其自组装15-17
• 1.3 环境响应型聚合物研究进展及其在药物输送系统的应用17-22
• 1.3.1 pH响应型聚合物18-20
• 1.3.2 温度响应型聚合物20-21
• 1.3.3 光响应型聚合物21-22
• 1.4 本学位论文科学思想和研究内容22-24
• 1.4.1 科学思想22
• 1.4.2 研究内容22-23
• 1.4.3 设计思路23-24
• 第二章 温度响应性的星状POSS-(PCL-P(MEO_2MA-co-PEGMA))_(16)共聚物的合成及自组装行为的研究24-36
• 2.1 引言24
• 2.2 实验材料及仪器24-26
• 2.2.1 实验原料及试剂24-25
• 2.2.2 实验仪器25-26
• 2.3 实验部分26-28
• 2.3.1 POSS-(OH)_(16)和POSS-(PCL)_(16)的合成26
• 2.3.2 POSS-(PCL)_(16)-Br的合成26
• 2.3.3 星状POSS-(PCL-P(MEO_2MA-co-PEGMA))_(16)嵌段共聚物的合成26-27
• 2.3.4 星状POSS-(PCL-P(MEO_2MA-co-PEGMA))_(16)共聚物在水溶液中自组装行为的研究27-28
• 2.3.5 合成产物的结构和性能表征28
• 2.4 结果与讨论28-35
• 2.4.1 POSS-(OH)_(16)，POSS-(PCL)_(16)和POSS-(PCL-P(MEO_2MA-co-PEGMA))_(16)的结构表征28-32
• 2.4.2 具有温度响应性的星状POSS-(PCL-P(MEO_2MA-co-PEGMA))_(16)嵌段聚合物的自组装行为的研究32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 pH响应性的星状POSS-(PCL-P(DMAEMA-co-PEGMA))_(16)嵌段聚合物的合成、自组装及其对DOX控释行为的研究36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 实验材料及仪器36-38
• 3.2.1 实验原料及试剂36-38
• 3.2.2 实验仪器38
• 3.3 实验部分38-43
• 3.3.1 POSS-(OH)_(16)和POSS-(PCL)_(16)的合成38-39
• 3.3.2 POSS-(PCL)_(16)-Br的合成39
• 3.3.3 星状POSS-(PCL-P(DMAEMA-co-PEGMA))_(16)嵌段共聚物的合成39
• 3.3.4 星状POSS-(PCL-P(DMAEMA-co-PEGMA))_(16)共聚物在水溶液中自组装行为的研究39
• 3.3.5 载有DOX胶束的制备39-40
• 3.3.6 体外药物负载及药物释放40-41
• 3.3.7 细胞毒性实验41
• 3.3.8 HeLa细胞形态观察41-42
• 3.3.9 聚合物的结构表征和聚合物胶束的性能研究42-43
• 3.4 结果与讨论43-53
• 3.4.1 POSS-(OH)_(16)，，POSS-(PCL)_(16)和POSS-(PCL-P(DMAEMA-co-PEGMA))_(16)的结构表征43-47
• 3.4.2 星状POSS-(PCL-P(DMAEMA-co-PEGMA))_(16)聚合物胶束与载药胶束（D-PD1和D-PD2）的制备及表征47-49
• 3.4.3 DOX体外释放性能评价49-50
• 3.4.4 细胞毒性50-51
• 3.4.5 载药胶束在细胞内的分布研究51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 含荧光基团具有pH响应性mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA-g-PC嵌段共聚物的合成、自组装及其控制DOX在细胞内的释放54-73
• 4.1 引言54
• 4.2 实验材料及仪器54-56
• 4.2.1 实验原料及试剂54-55
• 4.2.2 实验仪器55-56
• 4.3 实验部分56-61
• 4.3.1 两嵌段mPEG-b-PCL的合成56
• 4.3.2 两嵌段聚合物mPEG-b-PCL的合成56-57
• 4.3.3 两亲性mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA嵌段共聚物的合成57
• 4.3.4 含有叠氮基的两亲性mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA共聚物的合成57
• 4.3.5 7-丙快氧基香豆素（PC）的合成57-58
• 4.3.6 利用点击反应合成mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA-g-PC嵌段共聚物58
• 4.3.7 两亲性mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA-g-PC共聚物在水溶液中自组装行为的研究58
• 4.3.8 载有DOX胶束的制备58-59
• 4.3.9 体外药物负载及药物释放59
• 4.3.10 细胞毒性实验59-60
• 4.3.11 HeLa细胞形态观察60
• 4.3.12 聚合物的结构表征和聚合物胶束的性能研究60-61
• 4.4 结果与讨论61-71
• 4.4.1 聚合物的合成与表征61-65
• 4.4.2 mPEG-b-PCL-b-PDMAEMA-g-PC聚合物胶束与载药胶束(MPDP1和MPDP2)的制备及表征65-68
• 4.4.3 DOX体外释放性能评价68-69
• 4.4.4 细胞毒性实验69-70
• 4.4.5 载药胶束在细胞内的分布研究70-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第五章 结论与展望73-75
• 5.1 全文结论73
• 5.2 展望73-75
• 参考文献75-83
• 作者简介83-85
• 致谢85-86
• 导师评阅表86

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