用于构建人工氧载体和药物传输载体的pH响应性纳米胶束的制备及性能研究

摘要

对两亲性高分子氧载体系统的构造和特性进行了研究。首先以聚乙二醇(mPEG)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料合成了PEG-co-P(GMA)，利用1-（3-氨基丙基）咪唑(API)进行接枝改性，制备了一类具有pH响应特性的两亲性嵌段共聚物PEG-P(GMA-API)。研究了共聚物在水溶液中的自组装行为、不同pH条件下胶束表面电荷的变化过程以及血红蛋白封装行为，还尝试用共聚物PEG-P(GMA-API)制备药物传输载体，并初步探究了DOX的体外释放行为。利用四亚乙基五胺(TEPA)对PEG-co-P(GMA)进行改性，制备了嵌段共聚物PEG-P(GMA-TEPA)，同时对聚合物在水溶液中的自组装以及血红蛋白包封行为进行了研究。主要内容如下:
　　1.通过原子转移自由基聚合（ATRP）制备了不同聚合度的两亲性嵌段共聚物聚乙二醇-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯PEG-co-P(GMA)。利用红外、1H NMR表征了共聚物的结构，GPC表征了共聚物的分子量和分子量分布，荧光光谱、DLS表征了聚合物的胶束化行为。
　　2.利用1-（3-氨基丙基）咪唑(API)与GMA上的环氧基发生开环反应，合成了聚乙二醇-聚（咪唑丙基-1-胺-甲基丙烯酸羟丙酯）PEG-P(GMA-API)45。通过红外、1HNMR表征了共聚物的结构，DLS、TEM以及荧光光谱等手段详细研究了聚合物胶束的结构及粒径分布等。结果表明，该聚合物可以直接在水中自组装形成均匀的球形纳米胶束，粒径约为40 nm。
　　3.研究了不同pH条件下，聚合物PEG-P(GMA-API)45胶束及血红蛋白的表面电位的变化。研究表明，空白胶束具有明显的pH响应性，pH7.4时聚合物胶束可以与血红蛋白产生较强的静电作用和氢键作用，达到包载血红蛋白的目的。通过透析法制备了API/Hb复合胶束体系，表征了复合胶束体系中血红蛋白的生物活性。
　　4.利用聚合物PEG-P(GMA-API)45的pH响应性，以阿霉素(DOX)为抗肿瘤药物模型，制备了API/DOX复合载药胶束体系。表征了复合胶束的粒径和形貌，初步考察了DOX从聚合物胶束中的体外释放行为。结果表明，DOX的释放速度跟介质有关，pH5.0时释放较快，pH7.4时释放缓慢。
　　5.利用四亚乙基五胺(TEPA)对PEG-co-P(GMA)进行改性，合成了嵌段共聚物PEG-P(GMA-TEPA)。通过DLS、 TEM以及荧光光谱等手段详细研究了聚合物胶束的结构及粒径分布等。利用透析法制备了TEPA/Hb复合胶束体系，UV-vis显示封装后的血红蛋白在不同气体结合状态的特征吸收峰与自由血红蛋白差别不大，表明载血红蛋白纳米胶束具有良好的气体运输能力。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 人工氧载体

1．1．1 人工合成的氧载体

1．1．2 血红蛋白基氧载体(HBOCs)

1．2 聚合物胶束在人工氧载体领域的应用

1．2．1 胶束的形成

1．2．2 胶束的形成机理

1．2．3 胶束的制备

1．2．4 胶束封装血红蛋白

1．3 药物控释体系

1．3．1 药物传输载体

1．3．2 pH响应型载体

1．4 课题提出

2 PEG-CO-P(GMA)的合成及表征

2．1 实验药品

2．2 实验仪器

2．3 聚合物的合成

2．3．1 大分子引发剂PEG-Br的合成

2．3．2 ATRP法合成PEG-co-P(GMA)

2．4 合成产物的表征

2．4．1 傅里叶红外光谱(FT-IR)

2．4．2 1HNMR核磁共振的研究

2．4．3 GPC研究

2．5 PEG-CO-P(GMA)胶束化行为表征

2．5．1 胶束制备

2．5．2 临界胶束浓度的测定(CMC)

2．5．3 胶束粒径的表征(DLS)

2．6 结果讨论

2．6．1 各阶段产物的红外表征

2．6．2 各阶段产物的1H NMR表征

2．6．3 GPC表征

2．6．4 临界胶束浓度(CMC)

2．6．5 胶束的粒径表征

2．7 本章小结

3 PEG-P(GMA-API)45的合成及表征

3．1 实验药品

3．2 实验仪器

3．3 PEG-P(GMA-API)45的合成

3．4 聚合物的合成表征

3．4．1 傅里叶红外光谱(FT-IR)

3．4．2 1H NMR核磁共振的研究

3．4．3 GPC研究

3．5 结果讨论

3．5．1 红外表征

3．5．2 核磁表征

3．5．3 GPC表征

3．6 本章小结

4 PEG-P(GMA-API)45聚合物的应用

4．1 PEG-P(GMA-API)45聚合物封装Hb

4．1．1 胶束的制备

4．1．2 胶束表征

4．1．3 Hb包封率的测定

4．1．4 载CO-Hb聚合物胶束的制备

4．1．5 载Hb胶束的气体结合能力测试

4．2 聚合物封装Hb的结果讨论

4．2．1 临界胶束浓度(CMC)

4．2．2 粒径表征

4．2．3 Hb包载行为的研究

4．2．4 载Hb胶束结合氧及释氧能力表征

4．3 PEG-P(GMA-API)45载药复合胶束的制备

4．3．1 载药胶束的制备

4．3．2 载药量和包封率的测定

4．3．3 DOX-micelles的释放行为

4．4 载药结果与讨论

4．4．1 DOX-micelles的制备

4．4．2 PEG-P(GMA-API)45胶束的pH响应性表征

4．4．3 胶束包封DOX前后的粒径表征

4．4．4 胶束形貌的表征

4．4．5 DOX标准曲线方程的计算

4．4．6 DOX的载药量和包封率的测定

4．4．7 DOX／micelles的体外释放

4．5 本章结论

5 PEG-P(GMA-TEPA)35的合成及Hb封装

5．1 实验药品

5．2 实验仪器

5．3 PEG-P(GMA-TEPA)35的合成

5．4 聚合物合成产物表征

5．4．1 傅里叶红外光谱(FT-IR)

5．4．2 1HNMR核磁共振的研究

5．4．3 GPC研究

5．5 PEG-P(GMA-TEPA)35胶束包载Hb

5．5．1 载Hb胶束的制备

5．5．2 载CO-Hb胶束的制备

5．5．3 载Hb胶束的气体结合能力测试

5．6 结果与讨论

5．6．1 红外表征

5．6．2 核磁表征

5．6．3 GPC表征

5．6．4 临界胶束浓度(CMC)

5．6．5 粒径表征

5．6．6 形貌表征

5．6．7 Hb包载行为的研究

5．6．8 载Hb聚合物胶束载氧和释氧能力表征

5．7 本章结论

6 结论

参考文献

作者简介

硕士期间发表论文及完成工作如下