含聚肽结构的胰岛素递送体系糖响应行为研究

摘要

本文主要立足于聚肽的二级结构，具有不同嵌段结构的聚肽组装出的复合纳米粒子有着不同的二级结构，重点探究了聚肽的二级结构对于其纳米粒子稳定性和糖响应性行为的影响。同时设计合成出两种含有糖响应片段的聚肽，使聚合物同时具有优良的生物相容性和可降解性，又能够针对于胰岛素的药物递送有糖响应性，探究其层层自组装以及共自组装的性质行为，具体工作如下:
　　1、两亲性聚合物聚乙二醇-嵌-聚苯硼酸酯(mPEG110-b-PPBDEMA)分别与聚乙二醇-嵌-聚谷氨酸苄酯(mPEG110-b-PBLG)以及聚乙二醇-嵌-聚谷氨酸苄酯-嵌-谷氨酸(mPEG110-b-(PBLG-co-PGA))共自组装形成的具有糖响应性的复合纳米粒子。疏水内核中以无规卷曲为主导的纳米粒子CNP-1耐盐极限为0.05M，β-折叠主导的CNP-2纳米粒子能承受的最大盐浓度为0.1M PBS，α-螺旋的结构占主导的纳米粒子CNP-3能够耐受0.15M PBS。体外释放实验表明α-螺旋的结构占主导的纳米粒子CNP-3性能最优，能够在0.15M PBS缓冲溶液中具有良好的糖响应性。动物实验表明复合纳米粒子CNP-3能够将血糖控制在正常的范围内，减少低血糖和高血糖的发生率。
　　2、将糖响应片段接枝到聚肽聚合物上，得到含有糖响应片段的功能性聚肽，通过接枝率的不同得到聚赖氨酸聚合物CP-1(mPEG110-b-(PLL20-EPDM5)),CP-2(mPEG110-b-(PLL14-EPDM11))以及聚谷氨酸聚合物CP-3(mPEG110-b-(PLG20-EPDMA5))，CP-4(mPEG110-b-(PLG18-EPDMA7))°
　　3、以胰岛素形成的带电纳米核心(Cinsulin=0.5mg/mL，CNaCl=1.0M Zeta=4.9mV)为基础，在胰岛素纳米核心上进行层层自组装，带负电的聚合物CP-1(mPEG110-b-(PLG-EPDMA))浓度为1.0mg/m L时吸附率为39.6％，在此基础上吸附带正电的聚合物CP-3mPEG110-b-(PLL-EPDM)，带正电的聚合物浓度为1.0mg/mL时吸附率为84.3％，探究其性质行为。
　　4、将两种含有糖响应片段的聚肽共自组装，当CP-1∶CP-3=8∶1时，组装得到正电荷1.71mV的纳米粒子，当调节环境溶液pH为7.4时纳米粒子的电荷为-7.59mV。CP-2以及CP-4在10∶1的比例共自组装时，形成的纳米粒子带有负电荷（-3.38mV），并且两种复合纳米粒子包裹胰岛素在生理pH下带有负电荷，测试其包裹率探究其性质行为。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 糖响应体系研究概况

1．1．1 基于葡萄糖氧化酶(GOx)的研究体系

1．1．2 基于半刀豆蛋白A(ConA)的研究体系

1．1．3 基于苯硼酸及其衍生物(PBA-based)的研究体系

1．2 聚肽体系

1．2．1 聚肽概况

1．2．2 聚肽的二级结构及其应用

1．3 层层组装体系

1．3．1 层层组装概况

1．3．2 层层组装应用

1．4 课题研究的目的、意义与内容

1．4．1 课题研究的目的与意义

1．4．2 课题研究内容

第二章 含聚肽的复合纳米粒子的功能响应行为研究

2．1 引言

2．2 主要仪器及试剂

2．2．1 试剂

2．2．2 仪器

2．3 实验部分

2．3．2 糖响应聚合物mPEG110-b-PPBDEMA的合成

2．3．4 聚合物共自组装形成的复合纳米粒子包裹FITC-INS

2．3．5 复合纳米粒子的耐盐性测试

2．3．6 复合纳米粒子的糖响应性测试

2．3．7 复合纳米粒子体内的血液相容性实验

2．3．8 包裹胰岛素的复合纳米粒子在大鼠体内的低血糖实验

2．3．11 包裹胰岛素的复合纳米粒子对大鼠胰高血糖分泌的影响

2．4 结果与讨论

2．4．1 聚合物mPEG110-b-PBLG和mPEG110-b-(PBLG-co-PLG)的合成

2．4．2 聚合物mPEG110-b-PPBDEMA的合成及表征

2．4．3 含聚肽片段的两亲性聚合物形成的纳米粒子及其性质

2．4．4 复合物纳米粒子的合成及其性质研究

2．4．5 复合纳米粒子的耐盐性测试

2．4．6 复合纳米粒子的糖响应性测试

2．4．7 复合纳米粒子体内的血液相容性实验

2．4．8 包裹胰岛素的复合纳米粒子在大鼠体内的低血糖实验

2．4．9 1型糖尿病大鼠建模实验

2．4．10 包裹胰岛素的复合纳米粒子在大鼠体内的药效实验

2．4．11 包裹胰岛素的复合纳米粒子对大鼠胰高血糖分泌的影响

2．5 本章小结

第三章 糖响应性聚肽的合成与组装行为研究

3．1 引言

3．2 主要仪器及试剂

3．2．1 试剂

3．2．2 仪器

3．3 实验部分

3．3．2 聚合物聚乙二醇-聚赖氨酸-苯硼酸酯(mPEG-b-(PLL-EPDM))合成

3．3．3 聚合物聚乙二醇-聚谷氨酸-苯硼酸酯(mPEG-b-(PLG-EPDMA))合成

3．3．4 胰岛素纳米核心的聚集条件

3．3．5 两种带有相反电荷的聚肽的溶解条件的选择

3．3．6 两种带有相反电荷的聚肽的层层组装

3．3．7 两种带有相反电荷的聚肽的共自组装条件的筛选及包裹率测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 (2-苯硼酸酯-5-乙基-5’-羟甲基-1，3-二氧己环)(2-氨基乙基)氨基甲酸酯(EPDMA)和(2-苯硼酸酯-5-乙基-5’-羟甲基-1，3-二氧己环)酯基咪唑(EPDMIC)合成

3．4．2 含聚肽片段的聚合物mPEG-B-(PLL-EPDM)的合成

3．4．3 含聚肽片段的聚合物mPEG-b-(PLG-EPDMA)

3．4．4 胰岛素纳米核心的聚集条件的筛选

3．4．5 两种带有相反电荷的聚肽层层组装

3．4．6 层层组装吸附效率表征

3．4．7 聚肽的共自组装纳米粒子以及包裹率

3．5 本章小结

第四章 全文总结与展望

4．1 全文总结

4．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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