新型生物医用材料: 肽类树枝状大分子及其生物医学应用

肽类树枝状大分子是近年来发展起来的一类新型生物医用高分子材料, 它在具有普通树枝状大分子的特征如规整性、高度支化、表面呈现高密度功能团、尺度为纳米级、通过可控制备可得到单一分子量等之外, 同时还具有类似蛋白一样的球状结构、好的生物相容性、水溶性、耐蛋白酶水解、生物降解等独特的性能. 肽类树枝状大分子的上述特点, 使其在生物医学应用中显示出诱人的前景. 本综述从肽类树枝状大分子的制备出发、详尽介绍了肽类树枝状大分子的功能化及其在疾病诊断和治疗中的应用等方面的研究进展, 籍此推动肽类树枝状大分子在生物医学领域的研究与开发.     

肽类树状大分子的合成及其在药物传输系统中的应用

树状大分子是近年来蓬勃发展的一类新型高分子材料, 其表面存在大量的官能团, 分子内部存在空腔且分子尺寸可控, 因此, 树状大分子已被广泛应用于众多的领域. 肽类树状大分子是指在树状大分子结构中含有肽键的一类大分子, 因其具有类似蛋白质一样的球状结构, 且具有优异的水溶性、生物相容性、生物降解性和细胞低毒性等特点, 所以, 肽类树状大分子可以作为药物传输的载体. 此外, 肽类树状大分子的疏水空腔可以装载疏水性药物, 对其起到增溶和缓释作用. 综述了肽类树状大分子的合成方法, 并对其与药物分子的结合机制及其在药物传输系统中的应用进行了总结与展望.     

树状大分子研究在超分子化学领域中的拓展

简要介绍近年来树状大分子研究在超分子化学领域中的拓展概况,总结当前在该研究领域中已经取得的一些令人激动的研究成果,从中了解树状大分子在新型超分子体系的构筑方面所具有的优势,探讨树状大分子未来在该领域中的研究和应用前景     

树枝状大分子在荧光生物成像中的研究进展

树枝状大分子是一种具有精确三维结构的纳米材料。目前,对于树枝状大分子的研究,逐渐从合成和表征各式各样的树枝状大分子转向到对其特殊功能和应用的研究。传统的荧光成像探针大多数为小分子化合物,其发展受到特异性低、稳定性差、停留时间短、可修饰基团少和毒性大等缺点的限制。树枝状大分子具备独特的分子结构如大量可设计性的末端官能团和广阔的分子内空腔以及选择多样化的优势,使其在荧光生物成像领域中有良好的应用前景。本文重点介绍了基于树枝状大分子的有机荧光探针和量子点探针在生物成像方面最新的研究进展。     

肽类树枝状大分子:自组装胶束及药物释放研究

本文以三代聚谷氨酸肽类树枝状分子(G3-Glu)为大分子引发剂,引发N-羧基-L-苯丙氨酸-环内酸酐(NCA-Phe)的开环聚合反应,制备聚谷氨酸树枝状大分子-聚苯丙氨酸嵌段共聚物.嵌段共聚物通过自组装形成以聚苯丙氨酸链段为核,聚谷氨酸树枝状大分子为壳的胶束.将抗肿瘤药物阿霉素负载到高分子胶束中,研究其药物释放性能及体外抗肿瘤效果.结果表明,共聚物胶束具有良好的生物相容性.载药胶束具有药物缓释效果,药物持续释放时间可达60h.载药胶束的体外抗肿瘤实验表明其对肝癌细胞HepG2具有很好的杀灭效果,共培养48h后对癌细胞的杀死率可高达75%.     

不同引发核树枝状大分子的合成

含不同分支官能团树枝状大分子的合成是目前研究的一个热点。文献报道的有两方向引发核、三方向引发核、四方向引发核、六方向引发核等结构新颖的树枝状分子。本文综述了不同引发核及其衍生物在树枝状大分子合成中的应用。     

核磁共振-光学成像双模态探针研究进展

癌症是致人死亡的一大诱因,但癌症早期瘤体积微小,常规的身体检查和影像学检查难以发现。近年来,探针对癌症的精确检测能力被广泛关注。本综述就目前研究的超顺磁性氧化铁纳米颗粒、钆类螯合物或锰氧化物纳米颗粒作为核磁共振成像部分的MRI-OI双模态探针,对合成探针的所用材料进行了综述,并在一定程度上关注了探针的靶向性、成像能力等。目前,MRI-OI双模态探针的发展的难点在于所设计的大部分探针都具有一定的局限性,难以完全满足临床要求。     

大分子对磁共振造影剂配体改性的研究进展

磁共振成像造影剂是一种信号增强剂,在临床上已有广泛应用。本文介绍了磁共振造影剂配体的种类、结构、改性研究情况和发展趋势,并通过弛豫理论解释合成大分子配体的原因。将含有大分子、靶向性、天然大分子、荧光探针的配体与顺磁性金属Gd（Ⅲ）螯合,制得功能磁共振造影剂,可有效增加弛豫效果和降低生物毒性。     

硅胶表面接枝手性树枝状大分子的合成与表征

以氨丙基硅胶为核,通过与丙烯酸甲酯和乙二胺进行多次重复的Michael加成反应以及酰胺化反应制得在硅胶表面接枝的树枝状大分子(G);G进一步通过L-苯丙氨酸(L-Phe)的手性修饰得到在硅胶表面接枝的手性树枝状大分子(G-L-Phe).G和G-L-Phe的结构经~(13)C NMR,IR及SEM表征.     

多肽树枝状大分子合成的研究进展

多肽树枝状大分子具有不同于链状多肽和其它树枝状大分子的物理化学性质,在化学、生物、医学等领域中有广泛应用。本文综述了近年来所报道的多肽树枝状大分子的合成进展。     

端氨基聚(醚-氨酯-酰胺)配体及磁共振成像造影剂研究

设计合成了一种端氨基聚(醚-氨酯)PEU-((CH2)6NH2)2(Ⅱ),以Ⅱ为原料制备端氨基聚(醚-氨酯-酰胺)PEU/DTPA共聚物造影剂配体(Ⅲ).Ⅲ的特点为(1)大分子配体的端基为—(CH2)6—NH2,柔性间隔基较长,可克服较大的空间位阻,与靶向性物质(如靶向多肽、蛋白质)反应;(2)原料Ⅱ为采用聚氨酯反应制备,亲水亲油链段长短、种类可控性好,实验条件简单;(3)端氨基可以在温和条件下与多肽等反应.大分子配体Ⅲ与Gd3+络合制备了相应的Gd3+配合物(Ⅳ),研究了Ⅳ的弛豫性能,磁共振成像(MRI)结果表明,合成的造影剂Ⅳ纵向弛豫速率(R1)与医用造影剂钆喷酸葡胺Gd-DTPA相比提高了38.40%,在裸鼠肝脏内信号增强率在0.1、6、12、24 h分别是Gd-DTPA最大信号增强的1.5、3、1.8和1.3倍,在体内的半衰期明显延长.用IR、NMR、GPC、官能团滴定、ICP等方法表征产物.     

Long-circulating gadolinium-loaded liposomes: potential use for magnetic resonance imaging of the blood pool

In our previous paper, we reported a method of liposome loading with Gadolinium (Gd) via so called polychelating amphiphilic polymer (PAP). A novel Gd-containing polymeric probe, suitable for the incorporation into the liposomal membrane, was prepared from a low-molecular-weight DTPA-polylysine by linking its N-terminus to a lipid anchor, NGPE-PE. When compared with known membranotropic MR probes, such as Gd-DTPA-SA and Gd-DTPA-PE, liposomes containing new membrane-bound polychelator possess enhanced relaxivity for water protons resulting in an increase of tissue signal intensity on MR images. In this study, we developed the optimized protocol to prepare a liposomal MR contrast agent with high relaxivity and narrow size distribution. Gd-containing liposomes were additionally modified with PEG to provide longevity in vivo. We also demonstrated that upon intravenous administration in rabbit and dog, the new preparation causes a prolonged decrease in the blood T₁ value (reflecting the proton relaxation rate in the blood) and may be considered as a potential contrast agent for MRI of the blood pool.     

多胺多羧酸双吡哆醇酯顺磁性金属螯合物及其弛豫性能研究

由二乙三胺五乙酸(DTPA)双酸酐和乙二胺四乙酸(EDTA)双酸酐与维生素B₆族化合物吡哆醇(PN)或其衍生物合成了一系列新型的多胺多羧酸双吡哆醇酯衍生物及其钆(Ⅲ)、锰(Ⅱ)、铁(Ⅲ)等顺磁性金属螯合物,研究了其中钆(Ⅲ)和锰(Ⅱ)螯合物在体外水溶液中对水质子的纵向弛豫性能(R₁).结果表明,所有配体和配合物均有很好的水溶性,且对光和空气稳定.螯合物的弛豫率(T₁)可与其母体螯合物相媲美,如钆-二乙三胺五乙酸二吡哆醇酯(GdDTPA-BPN)和锰-乙二胺四乙酸二吡哆醇酯(MnEDTA-BPN)的弛豫率R₁分别为5.5和3.1L·mmol^-1·s^-1,与其母体螯合物GdDTPA^2-和MnEDTA^2-的R₁值(5.2和2.8L·mmol^-1·s^-1)相当.     

以阿拉伯半乳聚糖为载体的磁共振成像造影剂的研究

合成了阿拉伯半乳聚糖修饰的DTPA钆配合物,用红外光谱、元素分析、ICP-AES等手段进行了表征,用竞争性方法研究了其在水溶液中的稳定性,测试了其在水中及BSA溶液中的弛豫性能,并进行了体内成像实验.结果表明,其弛豫效率是目前临床所用造影剂Gd-DTPA的1.5～2.0倍,对肝脏和肾脏MRI信号具有良好的增强效果,是比较好的潜在磁共振成像造影剂.     

顺磁性聚酯金属配合物的合成及其驰豫性能的研究

本文通过二乙三胺五乙酸（ＤＴＰＡ）或乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）的双酸酐与二元醇或二元酚进行聚合反应，制备了两个系列共１５种新的聚酯型大分子配体及其顺磁性金属配合物，用核磁、红外光谱以及元素分析表征了配体和配合物的结构。初步试验结果表明，与相应的小分子金属配合物相比，聚酯金属配合物具有较高的弛豫性能。     

STUDY ON SYNTHESIS AND RELAXIVITY OF PARAMAGNETIC POLYESTER METAL COMPLEXES FOR MRI

ＳＴＵＤＹＯＮＳＹＮＴＨＥＳＩＳＡＮＤＲＥＬＡＸＩＶＩＴＹＯＦＰＡＲＡＭＡＧＮＥＴＩＣＰＯＬＹＥＳＴＥＲＭＥＴＡＬＣＯＭＰＬＥＸＥＳＦＯＲＭＲＩＯｕｙａｎｇｍｉｎｇ；ＺｈｕｏＲｅｎｘｉ；ＦｕＧｏｎｇｃｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒ...     

二乙三胺五乙酸二氢吡啶衍生物的合成及Gd(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ)配合物的弛豫性能研究

用二乙三胺五乙酸(DTPA)酸酐与二氢吡啶类化合物反应,合成了4种新型的含二氢吡啶基的二乙三胺五乙酸非离子型配体,并进一步合成了其Gd(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ)的顺磁性金属配合物.配体和配合物的结构用IR,¹HNMR及元素分析表征.研究了配合物的体外弛豫性能,结果表明,Fe(Ⅲ)和Mn(Ⅱ)配合物弛豫效率R₁ 低于Gd(Ⅲ)配合物的R₁ ,Gd(Ⅲ)配合物的弛豫效率较高,具有作为MRI造影剂的条件.     

夹心型锰杂多配合物作为磁共振成像造影剂的研究

以两种夹心型锰杂多配合物K10[Mn4(PW9O34)2]·22H2O和Na16[Mn4(H2O)2(P2W15O56)2]·53H2O作为研究对象, 采用元素分析和红外光谱对其结构进行了表征, 测试其在水中、牛血清白蛋白及运铁蛋白溶液中的弛豫效率, 并进行了大鼠活体成像实验. 结果表明, 这两种锰杂多配合物的弛豫效率高于或接近于目前临床常用的造影剂Gd-DTPA, 对肝脏和肾脏MRI信号具有良好的增强效果, 是比较好的潜在磁共振成像造影剂候选化合物.     

Gd3+/Yb3+掺杂ZnO量子点作为双模式磁共振/CT成像探针

基于结合磁共振成像(MRI)的高空间分辨率和CT成像的深穿透能力设计思想,在乙醇溶液中水解醋酸锌、醋酸钆和醋酸镱,制备了油酸稳定的Gd3+/Yb3+掺杂ZnO量子点(ZnO∶Gd/Yb),并对其表面进行了氨基修饰。研究了ZnO∶Gd/Yb量子点的弛豫性能、X射线吸收性能、细胞毒性及体外MRI和CT成像。当Zn2+,Gd3+,Yb3+的摩尔比为1.0∶0.12∶0.20时,ZnO∶Gd/Yb量子点展现了最高的弛豫效率6.06 mmol/(L.s)对X-射线的吸收能力也显著高于临床CT造影剂碘比醇。体外MRI和CT成像实验表明,当Gd3+的浓度为1.5 mmol/L时,T1加权MRI信号明显增强,当Yb3+的浓度为5 g/L时,可呈现清晰的CT图像。细胞毒性实验表明,ZnO∶Gd/Yb量子点的浓度低于1.5 mmol/L(Gd3+)时,量子点的毒性相对较低。     

Synthesis of Nonionic Oligomeric Manganese(Ⅱ) Complexes and Investigation of Their Toxicity and Τ1-Relaxation Enhancement

Six nonionic oligomeric manganese(Ⅱ) complexes with oligomeric phosphate-polyglycol-EDTA ester ligands were synthesized and characterized. The longitudinal relaxivities of these complexes were measured. One of these complexes, which showed the highest relaxivity, was chosen to be used in the acute toxicity test and the Τ1-weighted imaging experiment. It has been found that compared to Gd-DTPA, this nonionic oligomeric Mn(Ⅱ) complex exhibits no acute toxicity, generates highly enhanced MRI signals and increases the intention time in the rat liver tissue.