基于BODIPY的具有特异性识别与可控黏附的聚合物的制备及应用研究

摘要

本文针对BODIPY分子的“生物利用度低，专一性识别功能差和毒副作用大”这一问题，设计、制备基于BODIPY的具有特异性识别与可控黏附的聚合物，以拓展其在生物医用领域的应用。
　　1.制备出基于BODIPY的半乳糖聚合物，该聚合物具有良好的水溶性，当浓度升至50mg/mL时，其溶液依然保持稳定。半乳糖的引入有效提高了其光稳定性，荧光量子产率提高1.7倍。当聚合物浓度高达1000μg/mL时，细胞存活率仍大于80％，显示其具有良好的细胞相容性。该聚合物能够选择性识别肝肿瘤细胞并有效地将其杀灭，但对正常细胞无损害。
　　2.制备出对细菌具有专一性识别与粘附的基于 BODIPY、半乳糖和甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯（DMAEMA）三元无规共聚物。在光照条件下，聚合物能粘附于细菌表面，释放的单线态氧（1O2）对细菌膜结构造成不可逆的损伤致使细菌死亡。通过调控半乳糖和DMAEMA组成得到兼具有良好生物相容性和显著的抗菌活性的聚合物。在聚合物浓度高达为100nmol/mL时，细胞存活率依然高于80%；而在浓度低至0.3nmol/mL时，仍可以有效地抑制细菌增殖。
　　3.为了减少细菌耐药性，制备具有多位点作用的抗菌剂。通过RAFT聚合方法制备甲基丙烯酸聚乙二醇醚（PEGMA）、DMAEMA和 BODIPY三元无规共聚物，后对聚合物进行烷基化，并进一步制备了聚合物杂化的AgNPs抗菌剂。该杂化抗菌剂能够通过静电相互作用粘附于细菌表面，进而破坏细菌的膜结构，使细菌内容物泄露，导致细菌死亡。该抗菌剂在浓度为8μg/mL时，依然可以有效地抑制细菌增殖，且对红细胞仅具有微弱的溶血性。
　　4.针对阳离子聚合物对组织细胞具有毒副作用，制备出具有广谱抑菌活性的中性光敏剂。该大分子光敏剂具有良好的水溶性，并且可以快速产生1O2(Ф=0.86)。该光敏剂通过糖与细菌蛋白相互作用粘附于细菌表面，而不被正常细胞吸收。光照条件下，光敏剂对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有良好的抗菌活性。在暗处，将组织细胞与1000μg/mL的光敏剂共培养，细胞存活率仍达到80%以上。
　　本文的创新之处在于：（1）将BODIPY引入亲水性聚合物中，有效减少了BODIPY的自聚集，提高了其荧光量子产率、光稳定性和1O2产生速率；（2）多糖的引入，改善了BODIPY分子的生物相容性；（3）特异性识别分子的存在，实现对细菌/肿瘤细胞的精确识别。

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符号说明

第一章 绪论

第一节BODIPY分子及其衍生物的合成

第二节 BODIPY作为荧光探针的应用

第三节 BODIPY作为光动力学治疗剂的应用

第四节 课题的提出

参考文献

第二章 BODIPY功能化的水溶性糖聚物作为荧光探针用于肝癌细胞成像

第一节 引言

第二节 材料与方法

第三节 结果与讨论

第四节 本章小结

参考文献

第三章 基于BODIPY分子具有选择性识别能力的大分子光敏剂用于抗癌研究

第一节 引言

第二节 材料与方法

第三部分 结果与讨论

第四节 本章小结

参考文献

第四章 基于BODIPY的阳离子大分子光敏抗菌剂

第一节 引言

第二节 材料和方法

第三节 结果与讨论

第四节 本章小结

参考文献

第五章 复合聚合物杂化纳米银的制备及其抗菌活性和细胞毒性的表征

第一节 引言

第二节 实验部分

第三节 结果与讨论

第三节 结论

参考文献

第六章 具有细菌专一识别和杀灭能力的BODIPY功能化的含糖聚合物

第一节 引言

第二节 材料与方法

第三节 结果与讨论

第四节 本章小结

参考文献

第七章 全文结论

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

学术论文

会议论文

未发表论文

所获奖励