基于环糊精构筑的超分子药物和基因载体的研究

发布时间：2017-10-16 13:18

  本文关键词：基于环糊精构筑的超分子药物和基因载体的研究

  更多相关文章： 环糊精 药物载体 超分子 基因载体

【摘要】：超分子化学是一门多学科交叉形成的新兴学科,主要涵盖化学、材料学、药学及生物学等热点研究领域。超分子自组装长期以来一直是超分子化学领域研究的热点之一。利用非共价键自组装的特点可以构筑出具有新型结构与功能的有序的超分子组装体,这对于探索和设计新型功能的药物运输材料具有重要的研究意义。超分子非共价键自组装化学可以说是成功的打破了共价键合成化学在各个领域上百年来的“垄断”,尤其是在功能材料领域。环糊精是超分子自组装化学领域中的一个重点研究对象,因为环糊精自组装为构筑纳米大小与形貌各异的超分子药物载体提供了一种在分子水平操控分子砌块的手段。利用环糊精自组装可以将不同功能的生物材料在分子水平整合到一体,实现构筑所期望的最佳功能的药物载体。环糊精非共价键自组装构筑功能化的药物载体相比共价键合成构筑药物载体具有独特的优势,比如,所需反应装置简单,反应条件平和,操作过程简便,绿色环保和易于批量制备。本论文旨在设计安全高效的环糊精超分子药物载体与基因载体。构筑环糊精超分子药物载体采用如下策略：①通过共价键合成作用,在聚赖氨酸侧枝上键接多个环糊精；②利用环糊精疏水性空腔与疏水性药物(灯盏花乙素)进行自组装,从而实现构筑的药物载体具有高载药量的作用。构筑环糊精超分子基因载体主要研究内容和结论概括如下：首先,采用共价键合成方法制备具有侧枝化的聚赖氨酸-环糊精(PL-Gly-CD)药物载体,通过核磁的峰面积计算出该药物载体上含有10个环糊精分子。其次,在水溶液体系中通过快速搅拌方法诱导环糊精与药物主客体识别,实现药物和PL-Gly-CD自组装,制备具有高载药量的超分子药物组装体。再次,通过核磁,荧光分析,热重和X-粉末衍射等手段证明了环糊精与药物完成了自组装。采用饱和水溶液法发现药物载体对药物具有明显的增容效果。最后,通过细胞活性实验考察该药物载体对药物的抗癌效果的影响,结果表明所制备的药物组装体明显的提高了药物的抗癌活性。构筑环糊精超分子基因载体采用如下策略：①通过简单的共价键合成功能性砌块分子；②利用环糊精桥连的非共价键相互作用,将各个功能性砌块分子整合到一体,从而构筑出多功能性基因载体。构筑环糊精超分子基因载体主要研究内容和结论概括如下：首先,采用共价键合成方法制备具有肿瘤细胞靶向功能的叶酸-金刚烷(FA-AD),具有生物细胞相容性的聚乙二醇-金刚烷(PEG-AD),具有高效转染功能的聚乙烯亚胺-环糊精(PEI-CD)。其次,在水溶液体系中通过快速搅拌方法诱导环糊精与金刚烷主客体识别,实现了FA-AD, PEG-AD 和 PEI-CD三种砌块分子的自组装,制备具有多功能的超分子纳米基因载体。采用核磁跟踪超分子纳米基因载体的形成过程,证明通过环糊精-金刚烷的自组装作用可形成超分子纳米基因载体。再次,通过凝胶电泳,Zeta电位以及原子力显微镜等表征手段证明所得组装体对基因具有较好的凝聚效果,同时均为纳米结构,粒径在200nm左右。最后,通过体外细胞实验评价该基因组装体的安全性与转染效果,结果表明所制备的非病毒基因组装体不但安全性好而且具有靶向转染效果。
【关键词】：环糊精 药物载体 超分子 基因载体
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R91
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 绪论15-34
• 1.1 自组装概述15-17
• 1.2 环糊精自组装药物载体17-18
• 1.3 基于环糊精自组装的内源性刺激响应性药物载体18-23
• 1.3.1 pH值响应系统18-20
• 1.3.2 氧化还原响应系统20-22
• 1.3.3 酶响应系统22-23
• 1.4 基于环糊精自组装的外源性刺激响应性药物载体23-31
• 1.4.1 温度响应系统23-26
• 1.4.2 光响应系统26-28
• 1.4.3 磁响应系统28-30
• 1.4.4 超声响应系统30
• 1.4.5 电响应系统30-31
• 1.5 环糊精自组装药物载体展望31-32
• 1.6 本论文选题32-34
• 第二章 环糊精与聚赖氨酸构筑的药物载体研究34-53
• 2.1 引言34-35
• 2.2 实验试剂及仪器35-36
• 2.2.1 实验试剂35
• 2.2.2 实验仪器35-36
• 2.3 实验部分36-41
• 2.3.1 单-6-氧-对甲苯磺酰基-β-环糊精的制备(6-OTs-β-CD)36-37
• 2.3.2 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精的制备(Gly-CD)37
• 2.3.3 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸的制备(PL-Gly-CD)37-38
• 2.3.4 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)取代度计算38
• 2.3.5 聚赖氨酸在酸性条件下的稳定性分析38-39
• 2.3.6 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物的制备39
• 2.3.7 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)物理混合物的制备39
• 2.3.8 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)物包合比计算39
• 2.3.9 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)结合常数的测定39-40
• 2.3.10 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物核磁共振研究40
• 2.3.11 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物X-粉末衍射的研究40
• 2.3.12 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物热分析研究40
• 2.3.13 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)的增溶效果测定40-41
• 2.3.14 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物的粒径与Zeta电位分析41
• 2.3.15 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)体外细胞毒性研究41
• 2.4 结果与讨论41-51
• 2.4.1 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)的合成42-43
• 2.4.2 聚赖氨酸在酸性条件下的稳定性分析43-44
• 2.4.3 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)物包合比计算44
• 2.4.4 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)结合常数的测定44-46
• 2.4.5 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)的包接模式46-47
• 2.4.6 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物X-粉末衍射的研究47-48
• 2.4.7 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物热重分析48-49
• 2.4.8 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)增溶效果分析49
• 2.4.9 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物的粒径与Zeta电位分析49-51
• 2.4.10 单-6-脱氧-甘氨酸-β-环糊精接枝聚赖氨酸(PL-Gly-CD)与灯盏花乙素(SCU)包合物体外细胞活性分析51
• 2.5 本章小结51-53
• 第三章 环糊精自组装的叶酸靶向超分子基因载体研究53-72
• 3.1 引言53-54
• 3.2 实验试剂及仪器54-55
• 3.2.1 实验试剂54-55
• 3.2.2 实验仪器55
• 3.3 实验部分55-61
• 3.3.1 单-6-氧-对甲苯磺酰基-β-环糊精的制备(6-OTs-β-CD)55-56
• 3.3.2 聚乙烯亚胺-β-环糊精(PEI-CD)的制备56-57
• 3.3.3 PEI-CD取代度计算57
• 3.3.4 聚乙二醇-金刚烷(PEG-AD)的制备57
• 3.3.5 叶酸-金刚烷(FA-AD)的制备57-58
• 3.3.6 氮磷比化学计量学58
• 3.3.7 方法A制备非病毒基因组装体58-59
• 3.3.8 方法B制备非病毒基因组装体59
• 3.3.9 非病毒基因载体的生物物理表征分析59-60
• 3.3.10 非病毒基因载体的细胞毒性分析60
• 3.3.11 非病毒基因载体的体外转染分析60-61
• 3.4 结果与讨论61-70
• 3.4.1 PEI-CD-PEG-AD·FA-AD组装体的制备61-63
• 3.4.2 非病毒基因载体生物物理表征分析63-66
• 3.4.3 非病毒基因组装体的细胞毒性分析66-67
• 3.4.4 非病毒基因组装体转染效果分析67-70
• 3.5 本章小结70-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 附录A 攻读学位其间发表论文目录78

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