光引发RAFT聚合诱导牛血清白蛋白原位自组装行为的研究

摘要

近年来，聚合诱导自组装技术的发展已经成为合成嵌段共聚物纳米材料的一种通用方法，其可以在高聚合物浓度下进行反应。而蛋白质自组装纳米材料由于其生物相容性、降解性极好和丰富的功能性，以及在药物/基因运输，蛋白质治疗，纳米反应器或人造细胞等领域中的广泛应用，同样受到了越来越多的关注。考虑到蛋白质结构十分脆弱，在传统聚合诱导自组装方法那种高温的条件下很难进行反应，因此研究聚合诱导蛋白质自组装是十分有意义的。
　　在本文中，我们展示了一种简单有效地合成蛋白质纳米粒子的方法，通过使用多位点RAFT试剂修饰的牛血清白蛋白（BSA）作为大分子链转移剂，利用光引发的RAFT聚合诱导自组装。
　　1、合成一种基于牛血清白蛋白的大分子链转移剂（BSA-CTA）。我们设计合成一种巯基噻唑啉酯活化的RAFT试剂，利用BSA表面的氨基和噻唑啉酯在H2O/DMSO两相界面进行反应，合成BSA-CTA链转移剂。通过紫外吸收光谱和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱来计算出BSA表面的RAFT试剂数量。
　　2、通过光引发RAFT聚合诱导实现了BSA原位自组装，得到球形蛋白质纳米粒子。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、动态光散射仪和凝胶渗透色谱等方法对自组装纳米粒子的形貌、尺寸和聚合物分子量和分子量分布（PDI）进行分析。而且在改变实验条件下，依然能够稳定的得到球形纳米粒子，纳米粒子的尺寸在164nm-255nm。
　　3、探究了聚合诱导牛血清白蛋白自组装的机理。聚甲基丙烯酸羟丙酯（PHPMA）的链增长导致星型BSA-PHPMA耦合体的疏水性的增加，当达到溶液的临界聚集浓度时，它们将通过PHPMA间相互的疏水作用聚集成纳米粒子。
　　4、我们验证了合成的BSA球形纳米粒子的稳定性、低细胞毒性和高酶活性。并通过封装作用实现了不同类型物质的包载，包括荧光染料尼罗红，小分子药物DOX和生物大分子DNA。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 RAFT聚合诱导自组装的研究进展

1.2.1 RAFT水相分散聚合自组装

1.2.2 RAFT非水相分散聚合诱导自组装

1.3 光引发RAFT聚合研究进展

1.4 主要研究内容

第2章 实验内容与方法

2.1 实验原料与仪器设备

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验仪器

2.2 生物大分子链转移剂（BSA-CTA）的合成

2.2.1 RAFT试剂的合成

2.2.2 BSA-CTA的合成

2.3 光引发RAFT聚合诱导BSA原位自组装

2.4 分析表征及性能测试

2.5.1 核磁共振仪（NMR）

2.5.2 聚丙烯酰氨凝胶电泳（PAGE）

2.5.3 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)

2.5.4 紫外/可见光谱仪(UV-Vis)

2.5.5 荧光分光光度计（FL）

2.5.6 动态光散射(DLS)

2.5.7 凝胶渗透色谱（GPC）

2.5.8 细胞存活率分析（MTT assay）

2.5.9 透射电子显微镜（TEM）

2.5.10 扫描电子显微镜（SEM）

第3章 光引发RAFT聚合诱导BSA原位自组装纳米粒子的构筑

3.1 生物大分子链转移剂（BSA-CTA）的设计与构建

3.1.1 BSA表面氨基数的研究

3.1.2 RAFT试剂的核磁共振氢谱表征

3.1.3 BSA-CTA链转移剂的分析与表征

3.2 BSA原位自组装纳米粒子的合成

3.2.1 光引发RAFT聚合诱导BSA原位自组装

3.2.2 BSA纳米粒子的表征

3.2.3 BSA自组装行为的调控

3.3 本章小结

第4章 聚合诱导BSA自组装的机制和纳米粒子的应用探索

4.1 聚合诱导BSA自组装机制探索

4.2 BSA纳米粒子应用探索

4.2.1 BSA纳米粒子性能研究

4.2.2 BSA纳米粒子的包载研究

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢