半乳糖化脂肪酰壳聚糖胶束特性与其分子结构关系的研究

摘要

目前形成聚合物胶束的载体材料种类较多，分子结构千差万别，导致形成的聚合物胶束存在较大的差异，聚合物胶束的设计仍然存在较大的盲目性。因此，非常有必要对聚合物胶束的特性与分子结构之间的关系进行研究，以科学指导聚合物胶束的设计，减少盲目性，不仅使药物能有效地发挥治疗作用，而且能最大限度地降低毒副作用，促进更多药物应用于临床。本研究将聚合物胶束特性与载体材料分子结构相互关联，研究两者之间的关系，为聚合物胶束的合理设计提供依据。
　　以甲磺酸为溶剂及反应介质，利用脂肪酰氯（棕榈酰氯及月桂酰氯）与壳聚糖的—OH进行酰化反应制备脂肪酰壳聚糖，制得一系列不同壳聚糖分子量、不同碳链长度及取代度的脂肪酰壳聚糖，并对其结构进行表征。再利用EDC?HCl活化乳糖酸，与上述脂肪酰壳聚糖2位—NH2反应制备半乳糖化脂肪酰壳聚糖。应用红外光谱、1H-核磁共振光谱对其结构进行表征并计算取代度，同时考察其溶解性能。根据溶解性，采用透析法或乳化-溶剂挥发法制备聚合物胶束，测定其临界胶束浓度（CMC）和粒径。考察聚合物分子结构（壳聚糖分子量、碳链长度及取代度等）与半乳糖化脂肪酰壳聚糖胶束特性的关系。
　　研究首先确定了三种分子量壳聚糖不同碳链长度酰化反应的条件及半乳糖化反应的条件。15万、3万、5千分子量的棕榈酰化反应条件均为20℃、1h；15万分子量月桂酰化反应条件为15℃、1h；3万分子量月桂酰化反应条件为18℃、1h；5千分子量月桂酰化反应条件为20℃、1h。半乳糖化反应的条件为30℃、24h。在此基础上，以酰化产物及半乳糖化脂肪酰化产物在有机溶剂中溶解性能作为指标，考察了各种分子量不同碳链长度酰化反应合适的脂肪酰氯/壳聚糖摩尔比范围。对于15万分子量壳聚糖，棕榈酰化反应中棕榈酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为3:1～4:1及17:1～18:1，月桂酰化反应中月桂酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为3:1～7:1。对于3万分子量壳聚糖，棕榈酰化反应中棕榈酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为2:1～6:1，月桂酰化反应中月桂酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为2:1～7:1。对于5千分子量壳聚糖，棕榈酰化反应中棕榈酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为2:1～8:1，月桂酰化反应中月桂酰氯/壳聚糖的合适摩尔比为2:1～10:1。此条件下制得的脂肪酰壳聚糖及半乳糖化脂肪酰壳聚糖在氯仿或二甲基亚砜（DMSO）中有较好的溶解性能。红外光谱、1H-核磁共振光谱及元素分析结果表明，成功合成了半乳糖化脂肪酰壳聚糖；脂肪酰基取代度在0.13 mol～2.97mol之间，半乳糖基取代度在0.031mol～2.4mol之间。CMC为0.26×10-6 mol/L～42.83×10-3 mol/L，大多数胶束的粒径在100.0nm~500.0nm之间。
　　不同的壳聚糖分子量、脂肪酰基碳链长度及取代度，必定导致半乳糖化脂肪酰壳聚糖在分子结构上的差异，以此材料制备的聚合物胶束的性质（如CMC、胶束粒径）亦存在差异。研究根据所得结果，分析总结出半乳糖化脂肪酰壳聚糖聚合物胶束的特性与其分子结构之间的关系。对于相同碳链长度的壳聚糖衍生物，在相同或相近酰化反应的脂肪酰氯/壳聚糖摩尔比的情况下，壳聚糖分子量越小，脂肪酰基的取代度越大，半乳糖基取代度越小。对于相同碳链长度条件下，壳聚糖衍生物中脂肪酰基的取代度随着脂肪酰氯/壳聚糖摩尔比增加而增大，所得胶束的CMC及粒径则减小；相同脂肪酰氯/壳聚糖摩尔比时，半乳糖化脂肪酰壳聚糖胶束的粒径小于脂肪酰壳聚糖胶束的粒径。碳链长度相同、相同酰氯/壳聚糖摩尔比条件下得到的F-CS、GF-CS，其CMC随着壳聚糖分子量的减小而增大，粒径大小均随着壳聚糖分子量的减小而减小。

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第一章 绪论

1 聚合物胶束

2 壳聚糖的特点

3 壳聚糖的改性研究

4 课题的提出

第二章 不同分子量半乳糖化脂肪酰壳聚糖的制备及表征

1 仪器与试药

2 实验方法

3 结果与讨论

4 小结

第三章 主动靶向聚合物胶束的制备及表征

1 仪器与试药

2 方法

3结果与讨论

4 小结

展 望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文、专利

致谢