构建具有促进细胞生长和药物输送功能的新型超分子自组装体的研究

摘要

在构建超分子自组装生物材料的过程中，不仅要考虑到分子的自组装能力，还要赋予自组装材料一定的生物功能。在众多生物材料的构建基元中，氨基酸和多肽除了具有选择性多、易于设计和合成的优点外，还具有生物相容性、生物活性、生物可降解性等诸多优点，成为制备生物材料的重要选择之一。本文的主要研究内容是基于FcFFRGD多肽序列构建具有促进细胞粘附、生长和增殖的超分子水凝胶以及具有运输药物功能的纳米载体。
　　本研究分为两个部分：第一部分合成了一种新型的多肽超分子自组装分子FcFFRGD，并测试其在浓度1.0％和pH=7.4的条件下的自组装特性，成功构建了一种具有细胞黏附功能的水凝胶材料。通过 TEM和 SEM表征观察到了其自组装体形貌随时间的推移的变化趋势；利用傅立叶红外光谱仪和圆二色谱仪表征了自组装体的二级结构特征。细胞-凝胶二维培养实验证明由于其表面RGD官能团存在，该凝胶具有促进细胞粘附、生长和增殖的生物功能。第二部分通过调节自组装溶液浓度，构建了一种具有药物输送功能的纳米粒子载体。通过对阿霉素分子的包埋，该自组装体可稳定地存在于纳米粒子的状态，其形貌并不随时间推移而发生改变。TEM、动态光散射以及荧光光谱仪等测试表征证明了FcFFRGD不仅具有包埋阿霉素的能力，同时具有良好的pH响应性；当溶液的pH值低于6.0的情况下，该粒子发生明显的瓦解，释放出阿霉素药物分子。此外，细胞内吞实验进一步表明该药物载体具有通过 RGD配体与细胞膜表面整合素受体的相互作用向肿瘤细胞中输送阿霉素进的功能，起到抑制肿瘤细胞生长的能力。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1多肽分子自组装研究概述

1.2.1 多肽分子的制备

1.2.2 多肽分子自组装的引发因素

1.2.3 多肽自组装材料在生物医学领域应用潜力

1.3 研究内容及目的

第二章 利用FcFFRGD制备具有良好生物相容性的细胞支架材料

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 材料与试剂

2.2.2 实验仪器

2.2.3 FcFFRGD两亲性分子的制备与表征

2.2.3 LC-MS和 1H NMR样品的制备

2.2.4 FcFFRGD自组装的凝胶条件测试及力学性能表征

2.2.5 透射电镜表征自组装体

2.2.6 扫描电镜表征自组装体

2.2.7 动态光散射表征自组装体的粒径分布变化

2.2.8 圆二色谱表征自组装体的二级结构

2.2.9 傅里叶红外光谱表征自组装的二级结构

2.2.10 FcFFRGD分子的细胞毒性试验

2.2.11 FcFFRGD水凝胶的稳定性。

2.2.12 FcFFRGD水凝胶的生物相容性

2.2.13α5β1抗体对照实验

2.3结果与讨论

2.3.1 分子设计及合成

2.3.2 FcFFRGD分子自组装以及力学性能测试

2.3.3 动态自组装过程测试与表征

2.3.4 凝胶过程的动态光散射测试

2.3.5 自组装体的二级结构表征

2.3.6 自组装分子的细胞相容性测试

2.3.7 自组装凝胶的物理稳定性

2.3.8 自组装凝胶与细胞的二维培养试验

2.3.9α5β1抗体与细胞混合培养的负对照实验

2.4 本章小结

第三章 小分子药物运输载体

3.1引言

3.2 实验部分

3.2.1FcFFRGD两亲性分子的制备与表征

3.2.2 FcFFGRD两亲性分子的制备与表征

3.2.3 FcFFRGD临界胶束浓度的测定

3.2.4 浓度对FcFFRGD分子自组装的影响

3.2.5阿霉素标准曲线的制作

3.2.6阿霉素的包埋率的测定

3.2.7 阿霉素包埋的动态光散射测试

3.2.8载药纳米球荧光表征

3.2.9 载药纳米球的体外释放实验

3.2.10 FcFFRGD纳米球与α5β3整合素的识别表征

3.2.11 载药纳米球的细胞毒性实验

3.2.12载药纳米球的细胞内吞表征

3.2.13 载药纳米球的流式细胞测试

3.2.14载药纳米球的细胞内吞对照实验

3.2.15 载药纳米球对照流式检测

3.3 结果与讨论

3.3.1 FcFFRGD分子最低胶束浓度的测定及浓度对自组体形貌的影响

3.3.2 阿霉素标准曲线的制作以及包埋率的测定

3.3.3 载药纳米球的纳米形貌表征测试及其稳定性测试

3.3.4 载药纳米球的pH响应性

3.3.5 阿霉素的体外释放研究

3.3.6 FcFFRGD与α5β3整合素的识别表征研究

3.3.7载药纳米球的细胞毒性研究

3.3.8 载药纳米球细胞内吞测试

3.3.9流式细胞仪测试

3.3.10 HEK-293细胞的负对照实验

3.4 本章小结

第四章 结论与展望

参考文献

硕士期间主要研究成果

致谢