环糊精-聚合物超分子材料的研究进展

环糊精是由若干D-吡喃葡萄糖单元环状排列而成的圆锥状筒形分子,具有中空内孔结构.研究表明:当长链高分子的分子尺寸与环糊精内径相匹配时,高分子可作为客体分子串入环糊精的中空内孔中自聚集成为一种独特的超分子包结物.本文从环糊精的结构性质、环糊精-聚合物超分子的复合机理、客体聚合物的种类、以及复合物的应用领域四个方面全面综述了近年来有关环糊精和高聚物包结物的相关研究现状.并在最后展望了环糊精-聚合物超分子未来的发展方向.     

α-环糊精/聚乙二醇自组装超分子纳米药物载体

研究了一种新型超分子纳米药物载体的制备方法及其药物释放性能. 将α-环糊精(α-CD)穿入肉桂酸改性的PEG分子链形成包含复合物(inclusion complex, IC), 通过超分子自组装成为纳米粒子. 将抗肿瘤药物阿霉素负载到纳米粒子中, 研究药物释放行为及其对肿瘤细胞的抑制效果. 以核磁共振(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)表征了纳米粒子的结构和形貌, 用激光共聚焦显微镜(Confocal)研究了载药纳米粒子在细胞内的分布及其对肿瘤细胞的抑制效果. 结果显示超分子纳米粒子具有很好的生物相容性和药物缓释作用, 载药纳米粒子对肿瘤细胞具有很好的杀伤效果.     

基于环糊精二聚体与紫精聚合物的包结作用制备超分子水凝胶

制备了对苯二甲酸连接的环糊精二聚体(α,α-CD Dimer)及紫精聚合物(VP), 利用α,α-CD Dimer与VP之间的主客体识别作用构筑了一种超分子水凝胶. ¹H NMR测定结果表明α,α-CD Dimer和VP的主客体相互作用是通过α-CD空腔和VP形成包结络合物进行的. 环糊精二聚体α,α-CD Dimer和聚合物VP凝胶体系的构筑受环糊精二聚体类型的影响, 同时该超分子水凝胶对有竞争作用的客体分子表现出响应性, 该超分子水凝胶在竞争性客体分子存在的条件下, 可发生小分子诱导的凝胶与溶胶转化行为. 此外, 该凝胶体系还具有良好的热稳定性.     

超分子环糊精两亲分子

本文综述了“超分子环糊精两亲分子”的最新研究进展。超分子环糊精两亲分子主要包括疏水性修饰的环糊精衍生物(第一类)、环糊精衍生物与两亲分子的包合物(第二类)和环糊精衍生物与疏水性客体分子的包合物(第三类)。针对超分子环糊精两亲分子及其自组装体系的研究不但丰富了由诺贝尔化学奖得主Lehn等所提出的超分子化学的内涵,实现了多学科的交叉,而且在生物模拟、智能材料以及可控的、具有疗效的药物输运与缓释等领域具有潜在的应用前景。     

基于环糊精的抗肿瘤药物主客体递送系统研究进展北大核心CSCD

恶性肿瘤是威胁人类健康的重大疾病。开发安全高效的抗肿瘤药物及其递送系统是改善抗肿瘤药物疗效的重要保证。近年来,基于环糊精的抗肿瘤药物主客体递送系统受到了广泛关注。环糊精是通过淀粉酶解获得的环状低聚糖,具有外部亲水内部疏水的特殊结构,在基因治疗、免疫细胞治疗、免疫靶向治疗和化疗中均得到了广泛的应用。本综述主要总结了环糊精作为抗癌药物递送载体近10年的相关进展,同时对主客体递送系统在癌症治疗方面的机遇和挑战进行了展望和讨论。     

环糊精聚合物及其生物医学应用的研究进展

环糊精是一类由吡喃葡萄糖单元构成的大环分子,能够通过包结作用与多种小分子、金属离子以及聚合物形成主-客体包结物,从而实现对客体分子理化性能的调控,被广泛用于制药、食品、化学、色谱、催化、生物技术、农业、化妆品、卫生、医学、纺织和环境等领域.然而,环糊精分子在众多应用领域不易操控,通过化学交联制备环糊精聚合物,形成以环糊精为主体的聚合物,则有望实现环糊精与交联基团的"集成"和"协同"作用,不但能有效解决环糊精分子的操控问题,而且能够赋予环糊精单分子所不具有的独特功能和理化性质,因此环糊精聚合物的设计合成及其应用吸引了广泛的研究兴趣.本综述介绍了环糊精聚合物领域的研究近况,对环糊精聚合物的种类按结构与性质进行了分类,系统介绍了各类环糊精聚合物的制备方法,重点介绍了近五年环糊精聚合物取得的新突破,并详细论述了各类环糊精聚合物在生物医药中的应用和其他领域的代表性应用,最后对环糊精聚合物作了简要总结和展望.     

环糊精与聚合物的包合作用

本文着重介绍了环糊精及其衍生物与聚合物所形成的各种包合物,并扼要介绍了它们的研究和应用前景。     

环糊精聚合物在药物研究中的应用

环糊精聚合物既保持了环糊精包结、缓控释、催化和识别的能力,又兼具高聚物良好的机械强度、较好的稳定性和化学可调性,是一类很有潜力的功能高分子材料,引起了越来越多的关注。本文在概述了国内外关于环糊精高分子的类型及合成方法的基础上,重点综述了环糊精高聚物在药物的手性分离、分子印迹技术、给药系统以及在提高药物溶解度等方面的最新的研究进展。     

氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物的构筑及药物控释研究

首先合成了一种同时含有端巯基、端炔基且具有β-环糊精(β-CD)/二茂铁(Fc)超分子主客体作用的AB2型长链大分子单体(MM),再利用其巯基和炔基的点击反应可以合成出氧化还原响应性长链超分子超支化聚合物(SHP).利用一维和二维核磁共振谱对MM和SHP的聚合物结构和超分子作用进行了表征和确认.动态光散射和透射电子显微镜测试结果表明:在水溶液中,SHP可自发地形成支化自组装形貌;而当加入H_2O_2后,由于β-CD/Fc主客体作用的解离,支化自组装体结构被破坏、且进一步二次组装球形胶束.对比于线型超分子聚合物自组装体,SHP具有更高的载药效率.利用紫外分光光度计测试载药SHP自组装体对抗癌药物阿霉素(DOX)的累积释放曲线发现H_2O_2可有效调控SHP自组装体中DOX的释放速率,即:当加入H_2O_2后,DOX的释放速率明显加快.     

环糊精类超分子聚合物的合成

采用氧化还原胶束聚合法,将改性β-环糊精、N-苯乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和丙烯酸等水溶性单体进行共聚,合成了超分子聚合物(HMPAM),其结构和性能经SEM, FT-IR和流变仪表征。结果表明：HMPAM为典型的幂律型流体,具有良好的增稠性能和抗剪切性能。     

基于非共价镊合作用的线形超分子聚合物

基于"镊合导向自组装"策略构筑超分子聚合物,可实现电子给受体基元在组装体层次的精确排列,设计并制备了基于三联吡啶铂(Ⅱ)炔分子镊子主体的AA型单体分子,以及基于芘客体的BB型单体分子.通过在芘客体上引入酰胺基元,在非共价镊合过程中可产生分子间NH―N氢键作用.通过氢键和供受体相互作用力的高效协同,显著提高了非共价镊合体系的结合强度,其结合常数可达到(3.58±0.01)×105(mol/L)?1,相比于未取代芘客体,其结合强度呈现出2个数量级的显著提高.在此基础之上,对AA、BB型单体分子的超分子聚合行为展开了深入的研究.结合实验及理论计算,证实在高浓度状态下,两单体分子通过自组装可获得具有高分子量特征的线形超分子聚合物.同时,考察了超分子聚合物的动态可逆性,通过温度的改变及链终止剂的加入,可实现超分子聚合物的可逆自/解组装过程.     

含氟高分子基因载体

阳离子高分子被广泛应用为非病毒类基因载体,但这类高分子材料的转染效率与细胞毒性之间通常存在"恶性"关联,即获得高转染效率时往往会伴随严重的细胞毒性.如何制备兼具高效、低毒特点的高分子载体是成功实施基因治疗的关键.含氟高分子是一类具有独特理化性质的高分子,能够在低电荷密度条件下与核酸形成稳定的复合物,从而实现高效、低毒的基因转染.含氟功能基团可帮助阳离子高分子改善复合物稳定性、细胞内吞、内涵体逃逸、胞内核酸释放等多个环节,从而赋予了含氟高分子在基因递送过程中的氟效应.该专论系统地总结了含氟高分子基因载体的研究,介绍了含氟高分子的基因递送性能、作用机理以及在基因治疗、基因编辑中的应用,并对含氟高分子载体的未来发展进行了展望.     

A versatile liposome/cyclodextrin supramolecular carrier for drug delivery through the blood-brain barrier

For many commercial drugs, reaching the central nervous system in large amount without damaging the blood-brain-barrier (BBB) remains a challenging task. We present here a supramolecular strategy aiming at using a well-defined cyclodextrin-coated liposomes as drug carrier and adamantoyl saccharides as BBB-interacting ligands. In this study, the liposome is constituted of n-alkyldimethylammoniumcyclodextrins incorporated in the lipid bilayer of a 3/7 cholesterol/dipalmitoylphosphatidylcholine mixture and the ligand is constituted of an adamantoylglucose molecule whose adamantoyl moiety can be included in the CD cavity. The whole supramolecular assembly has been characterized by light-scattering and ³¹P NMR measurements. Toxicity and permeability studies on an in vitro model of the BBB clearly demonstrated a 5-fold improved ability of the modified liposome to enter the BBB-endothelial cells compared to the non-coated liposome. Fluorescence labelling of these liposomes is also displayed with DiI as a fluorescent probe.     

环境响应性嵌段共聚物的合成、自组装及应用研究进展

近年来具有环境响应性的嵌段共聚物的研发受到了人们的广泛关注。该类型共聚物可以对外界环境刺激产生相应的结构、物理及化学性能的变化。根据外界环境刺激响应机理及类型的不同,可将其分为单一因素、双重因素以及三重因素刺激响应性嵌段共聚物三大类。针对每一类体系,本文重点综述了嵌段共聚物的设计合成、自组装以及应用等研究现状,并概括总结了各种有序聚集体(如胶束、囊泡等)随外界环境刺激(如pH、温度、光、CO_2、氧化还原剂等)所作出的响应性变化。最后,对智能型嵌段共聚物在药物控释、纳米容器制备、生物功能材料等方面潜在的应用价值和今后可能的发展方向进行了展望。     

Supramolecular nano drug delivery systems mediated via host-guest chemistry of cucurbit[n]uril (n = 6 and 7)

As a novel family of macrocyclic molecules,cucurbit[n]urils(CB[n]s) have emerged as promising building blocks of supramolecular nano drug delivery systems(SNDDS) in recent years.Direct encapsulation of amphiphilic guests by CB[6] and CB[7] can modulate their amphiphilicity,resulting in formation of supramolecular amphiphiles that self-assemble into supramolecular nanoparticles for drug delivery.Additionally,CB[n]'s host-guest chemistry on the surface of mesoporous nanoparticles makes CB[n] an ideal blocking agent to control drug release from delivery vehicles.These SNDDS possess intrinsic stimuli responsiveness towards external guest or host,which can further incorporate re s ponsiveness to a variety of other stimuli including pH,thermal,redox,photo and enzyme,to realize multiple stimuli-responsive drug release.Moreover,the recent breakthrough in direct functionalization of CB[n]s has provided a feasible method for preparing superior CB[6] and CB[7] derivatives that can be employed to build multifunctional SNDDS with unoccupied macrocycles located on surface,which could be decorated with various functional "tags" through host-guest chemistry.In this review,we summarized the recent progress of CB[6] and CB[7] based SNDDS through formation of supramolecular amphiphiles,supramolecular nanovalves as well as supramolecularly tailorable surface,which we hope to further promote the development of CB[n]s family as building blocks for advanced SNDDS.     

导电聚合物在药物可控释放领域的应用

导电聚合物(conducting polymers,CPs)是一类与金属具有相似的电、磁和光学特性的有机聚合物,电刺激会引起其氧化-还原状态的改变,从而导致CPs的电荷量、掺杂水平、导电性以及体积发生变化.利用CPs的这些特性,可将其用于药物、蛋白质以及基因等的传递和可控释放.通过对CPs基体进行化学物理修饰,可以扩大CPs基体的载药品种、提高载药量以及优化药物控释手段.本文简要介绍了CPs的性能和制备方法,对CPs基药物传递体系的药物担载和释放机理进行了详细的讨论,并归纳总结了近年来国内外以CPs为基体的药物传递体系的研究进展,最后对CPs基药物传递体系所面临的问题和未来发展进行了总结和展望.     

Hybrid vesicles of pillar[5]arene/silica: Host-guest complexation and application in pH-triggered release

Integrating silica with organic nanoparticles can generate unique properties.Here pillar[5]arene/silica hybrid vesicles were constructed based on the amphiphilic and rigid properties of pillararenes,as well as the catalytic hydrolysis of tetraethoxysilane.Such vesicles exhibited the high strength of silica and unique molecular recognition of pillararenes,both of which could tune the pH-trigge red release behavior.Furthermore,a rhodamine B derivative with hexyl group(RhB-C6) was synthesized,which can form a complex with the pillar[5]arene.Based on the host-guest interaction and high strength of silica,the hybrid vesicles could load more RhB-C6 and the rhodamine B was released more slowly compared with the organic vesicles.     

N,N,N-Trimethylchitosan chloride as a gene vector: synthesis and application

N,N,N-Trimethylchitosan chloride with different degrees of quaternization has been synthesized and characterized by (1)H NMR spectroscopy. The particle size ranges from 150 to 600 nm, which is dependent on the N/P ratio and is less influenced by the degree of quaternization. The majority of the particles have a spherical morphology. The zeta potential of the particles increases with the N/P ratio and the quaternization degree of TMC. Short-term contact experiments show good biocompatibility of TMC, but long-term contact experiments reveal its high toxicity. This study suggests that TMC is a promising gene carrier, but further modification is still required to improve its cytocompatibility.