靶向性多肽修饰荧光功能化碳纳米管的制备及靶向肿瘤细胞的初步研究

以羟基化多壁碳纳米管(MWNT-OH)为引发剂,通过原位负离子开环聚合制备了生物相容性多羟基超支化聚缩水甘油接枝的碳纳米管(MWNT-HPG),利用酯化反应将荧光分子罗丹明6B标记于聚合物上,然后聚合物上的羟基和丁二酸酐反应将其转化为羧基.用TGA、FTIR、TEM、SEM等手段对产物进行了表征.用靶向表皮生长因子受体(EGFR)的小分子多肽D4修饰了所得的荧光功能化碳纳米管,并将其做为受体介导靶向肿瘤细胞的纳米载体,通过噻唑蓝(MTT)比色法评价功能化碳纳米管作为载体的安全性.用荧光显微镜观察其与人肺腺癌细胞SPCAI细胞的结合状态.结果证明了其有希望成为受体介导靶向肿瘤系统的纳米载体.     

两亲性超支化聚砜胺对染料的可逆高装载

采用戊酰氯、壬酰氯和棕榈酰氯对超支化聚砜胺(HPSA)进行封端,合成了3种不同烷基末端的两亲性核壳型超支化聚砜胺,并将其用于小分子装载.发现它们对刚果红(CR)、甲基橙(MO)、虎红(RB)等水溶性染料具有很强的装载能力,且对同种染料的封装载荷随着末端亲油性烷基链的增长而增大.对于末端为棕榈酰基的HPSA-PC,平均每个大分子可以捕捉CR和MO分子的数目分别高达41.8和19.4个,远高于已报道的树枝状聚合物和超支化聚合物对这些染料的封装载荷.这主要是聚砜胺内核的高度亲水性及其与亲油性烷基外壳的极性差所致.与已报道的聚合物不同,两亲性超支化聚砜胺装载的染料用纯水洗涤可以释放出来.这种高装载性能和可逆性赋予超支化聚砜胺在药物释放、分子识别和分离以及纳米催化剂和纳米涂料等领域具有广阔的应用前景.     

透明质酸修饰的介孔二氧化硅包覆金纳米棒的制备及在肿瘤化疗-热疗联合治疗中的应用

通过在包覆了金纳米棒的介孔硅表面修饰生物相容性的透明质酸, 得到了具有肿瘤靶向性的多功能药物载体. 实验结果表明, 透明质酸可以通过酰胺键修饰在介孔硅表面, 所得药物载体可在透明质酸酶作用下实现选择性释放. 该体系在近红外区域具有较高的吸收, 可以在近红外光照射下实现光热转换. 细胞实验结果表明, 该多功能药物载体可以有效靶向CD44过量表达的乳腺癌细胞, 通过CD44介导的内吞富集在肿瘤内部, 结合化学药物治疗和光热治疗, 显示出更高的肿瘤细胞凋亡效率.     

六氯环三磷腈交联寡聚乙烯亚胺的制备及基因载体应用

将六氯环三磷腈与分子量为600的超支化寡聚乙烯亚胺在干燥氯仿中反应,合成了可降解的交联型聚合物.利用1HNMR表征了聚合物的结构,并用GPC测试了聚合物的分子量.研究了其作为非病毒基因载体的性能,聚合物载体与DNA形成的复合物颗粒粒径为150nm,Zeta电位为30～40mV,凝胶阻滞电泳显示聚合物/DNA在质量比为0.4时能够将DNA完全阻滞.体外转染实验结果表明,载体对HeLa细胞的最佳转染效率为PEI-25K的3倍;聚合物浓度为20μg/mL时,细胞存活率仍然大于80%,材料的细胞毒性低,生物相容性好,具有良好的生物医学应用前景.     

基于共轭聚合物的纳米粒子用于肿瘤的近红外二区荧光成像及光热治疗

为提高生物组织荧光成像质量以及对肿瘤的高效光热治疗,设计合成了一种新型的窄带隙共轭聚合物(BDT-TTQ),并通过纳米沉积的方式将聚合物制备成水溶性纳米粒子(BDT-TTQ NPs).该共轭聚合物纳米粒子在1000~1200 nm近红外二区范围具有较好的吸收,在1064 nm的激发光下能实现1200~1400 nm的近红外二区荧光成像. BDT-TTQ NPs纳米粒子粒径分布较窄,形貌呈规则的球形且分散均匀,具有好的生物相容性.该纳米粒子既可以在体外实现较高的近红外二区荧光成像穿透深度,又可以实现对小鼠活体血管的高清晰度的近红外二区荧光成像.此外,BDT-TTQ NPs纳米粒子在1064 nm激光下展现出优异的光热转换效率,具有较高的光毒性,对体外的肿瘤细胞以及小鼠的异质瘤具有高的光热杀伤能力.     

细胞膜仿生修饰树枝状聚酰胺-胺的研究

利用2-丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱的双键与树枝状聚酰胺-胺表面的氨基进行Michael加成反应,实现树枝状聚酰胺-胺表面的磷酸胆碱仿生修饰,修饰过程用FTIR、1H-NMR进行了表征.体外细胞活性测定和细胞形貌观察证实磷酸胆碱仿生修饰有效地改善了聚酰胺-胺树枝状聚合物的生物相容性;修饰后的聚酰胺-胺树枝状聚合物表面剩余的氨基仍然可以有效的与DNA复合,有可能作为一种潜在的基因载体得到广泛应用.     

超支化/星型双亲性聚合物作为药物载体研究新进展

双亲性聚合物是一类既具有良好的亲水性质,又具有疏水性质的聚合物,作为药物载体有很好的应用潜力。由于超支化聚合物及星型聚合物具有独特的拓扑结构,分子内存在空腔,可以包埋更多的药物,并且聚合物含有丰富的端基官能团,可以将较多的亲水基团引入端基,使其与体液有更好的相容性,所以超支化/星型聚合物作为药物载体已经成为研究的热点。本文综述了近些年来超支化/星型双亲性聚合物应用在药物传导领域的研究状况,重点介绍了超支化聚合物和星型聚合物载药体系,包括超支化聚甘油药物载体和含聚己内酯的星型聚合物药物载体。对聚合物作为药物载体所涉及的负载与释放方式进行了总结。     

硼酸酯键在药物传递体系中的应用

刺激响应性药物载体由于其优异的控释性能,在生物医药领域引发了广泛的关注并得到了极为快速的发展.硼酸酯键因构筑条件简单、生物相容性好以及能够响应生物体内pH、葡萄糖、三磷酸腺苷(ATP)等多种微环境变化的优势被广泛用于刺激响应性药物载体的构筑.基于硼酸酯键的药物载体类型有药物-聚合物偶联、聚合物胶束、线性-超支化聚合物和...     

非共轭型荧光聚合物的研究进展

具有聚集诱导发光(AIE)效应的聚合物一般是由π-π共轭基元充当发色团。近年来,聚合物中仅含脂肪胺、羰基、酯基等传统意义上的非共轭基元的助色团,在特定条件的激发下也能发射肉眼可见的明亮荧光。相对于含有苯环或杂环的共轭型聚合物,非共轭型荧光聚合物具有低的生物毒性和环境友好性,因此在生物探针、药物传输、生物成像等领域拥有巨大的发展潜力。但其发光机理众说纷纭,因此,探索并揭示非共轭型荧光聚合物的发光机理成为十分具有挑战的工作。本文主要以非共轭型荧光聚合物的种类为主线,包括超支化聚酰胺胺、聚氨基酯、聚乙烯亚胺、聚硅氧烷等,主要对其发光机理和近年来的应用研究进展进行概述。     

基于黄酮的长波长荧光探针用于检测体外和体内生物硫醇（英文）

半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)等生物硫醇在生理和病理过程中起着至关重要的作用,尤其是GSH在肿瘤细胞中过度表达,可以作为肿瘤的生物标志物.然而,同时区分活的正常细胞和肿瘤细胞存在着困难和挑战,因此设计并合成了一种基于N,N-二甲氨基萘黄酮(3)的肉眼可见“关-开”型长波长荧光探针(4).该探针对生物硫醇具有较高的选择性和较低的检测限,机理研究表明,生物硫醇催化探针的酯键断裂,生成了强荧光的黄酮3.该探针可用于活细胞和小鼠体内生物硫醇成像,并且对正常肝细胞HL-7702和肝癌细胞HepG2进行选择性成像.     

类肝素超支化聚醚的制备、组装及其生物相容性的研究

利用超支化的聚(3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷)(HBPO)与1,3-丙烷磺内酯反应,制备了磺酸基修饰的水溶性的类肝素超支化聚醚(HBPO-SO3),1H-NMR和FTIR表征产物具有预期的结构.通过粒径分析仪、透射电镜(TEM)和荧光探针对聚合物在水溶液中的自组装行为进行表征,证明当HBPO-SO3在水溶液中的浓度大于0.017mg/mL时,可形成尺寸在25～70nm之间的具有疏水内核的胶束.复钙化凝血时间(PRT)的测定证明这种类肝素超支化聚醚具有良好的抗凝血性能,体外细胞活性测定和细胞形貌观察证明其具有良好的细胞相容性.     

基于胺基与环氧的开环反应构建医用阳离子聚合物

近些年,阳离子聚合物在生物医用材料方面的研究与应用得到了广泛的关注.通过胺基与环氧的开环反应,可以得到伯胺、仲胺、叔胺等含氮阳离子,同时也会产生丰富的羟基,这赋予了所得聚合物优异的生物相容性以及穿透细胞的能力.本文主要就近些年来通过胺基与环氧的开环反应,所得到的基于乙醇胺功能化的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGEA)的阳离子聚合物和支化阳离子聚合物的构建策略,以及其在核酸递送、抗菌等方面的应用进行总结阐述.     

近红外荧光成像监测ENO1 mAb在宫颈癌荷瘤小鼠体内生物分布的研究

本研究探讨近红外荧光成像(NIRF)观察烯醇化酶1(ENO1)单克隆抗体(mAb)在宫颈癌荷瘤小鼠体内的分布、代谢及肿瘤靶向效率。利用癌症基因组图谱分析ENO1的表达与肿瘤分期和预后以及肿瘤免疫浸润的关系;Cy7-NHS和FITC与ENO1 mAb偶联成Cy7-ENO1 mAb和FITC-ENO1 mAb,通过激光共聚焦显微镜验证ENO1 mAb在宫颈癌细胞TC-1的定位,并建立宫颈癌皮下肿瘤模型,尾静脉注射Cy7-ENO1 mAb后在1、6、24、48、72和120 h进行近红外荧光成像,成像24 h后迅速解剖主要脏器进行体外成像。生物信息学分析结果表明ENO1在正常宫颈组织与宫颈癌组织中的表达有显著差异,免疫组织化学(IHC)结果提示ENO1蛋白在宫颈癌组织中高表达;此外,其表达与肿瘤分期和淋巴结分期显著相关,并且ENO1的高表达与多种糖酵解酶相关;激光共聚焦显微镜扫描显示FITC-ENO1 mAb能特异性结合在TC-1细胞膜表面,细胞未见内化;近红外荧光成像证明Cy7-ENO1 mAb主要富集在肝脏、肾脏和肿瘤组织,并且具有较高的肿瘤靶向效率。NIRF成像可以实时、动态监测ENO...     

基于主客体模块组装的多功能药物载体的研究

基于β-环糊精和胆固醇之间的主客体识别作用,通过对主客体分子的设计,构筑模块化的组装基元;通过主客体分子组装,将具有靶向功能的乳糖酸、成像功能的异硫氰酸荧光素和治疗作用的阿霉素引入同一超分子聚合物前药胶束中,制备得到多功能的纳米药物传递系统.研究结果表明,具有不同功能的模块基元可通过超分子主客体组装在水中自组装成一定尺寸的前药胶束,并通过二维1H NOESY谱证明了主客体作用的发生.该前药胶束具有p H值响应的药物释放行为,在细胞内涵体/溶酶体酸性环境下药物释放速率显著加快.用荧光显微镜和流式细胞仪对此聚合物前药胶束的细胞内吞行为进行了研究.在乳糖酸受体介导作用下,聚合物前药胶束能在肿瘤细胞内有效富集,并同时观察到阿霉素和异硫氰酸荧光素的荧光,用以跟踪载体在细胞内的位置.MTT的结果进一步表明,该前药胶束能有效地抑制癌细胞的增殖.     

淀粉基聚合物胶束用作药物载体

两亲性聚合物能通过亲疏水作用自组装为核-壳结构,而这独特的优势已使其成为在肿瘤靶向药物缓释方面具有很好发展前景的药物载体.淀粉原材料来源丰富,价格低廉,同时具有良好的生物相容性和生物可降解性,故基于淀粉的两亲性聚合物胶束正引起越来越多研究者极大的关注.作为药物载体,淀粉基聚合物胶束不仅可以提高药物的水溶性、延长药物在体内的循环时间、降低副作用和通过增强渗透与滞留(EPR)效应提高药物在靶向部位的优先累积,还可以在淀粉骨架上引入一些刺激响应型的官能团实现胶束快速靶向释药的功能.因此,淀粉基聚合物胶束在用作药物载体方面有着广阔的发展潜力.本文结合本课题组目前的研究工作和近几年的相关报道对淀粉基聚合物胶束作为药物载体的最新研究进展做简要综述.     

高效近红外聚集诱导发光纳米粒子用于生物成像的研究

基于荧光共振能量转移机理（FRET）,利用两亲性聚合物Pluronic F-127共包覆两种聚集诱导发光（Aggregation-induced Emission,AIE）材料TPABDFN和TPE-Me,制备了高效近红外发射TPABDFN/TPE-Me@F127纳米粒子.实验表明,这种聚合物纳米粒子具有很大的斯托克斯位移和较高的荧光量子效率,很好的单分散性、稳定性,以及较好的生物相容性和低的细胞毒性,对HepG2细胞进行荧光生物成像,得到很好的细胞成像效果.     

生物可降解超支化聚合物的研究进展

近年来,随着聚合物材料和生物医药交叉领域的发展,生物可降解聚合物得到了广泛关注.其中,生物可降解超支化聚合物具有独特的三维拓扑结构、大的内部空腔、众多的活性末端基团以及良好生物相容性和可降解性等特点,在生物医学领域包括药物/造影剂输送、基因转染、蛋白质纯化/检测/输送、抗菌、组织工程等领域都展现出很大的应用前景.本文主要从水解、酶解和刺激降解的降解机理出发,详细综述了近年来生物可降解超支化聚合物的研究进展,并简单介绍了它们在疾病治疗中的应用.     

胶体介孔二氧化硅增强抗癌药物治疗效果的研究

胶体介孔Si O_2(CMS)是一种具有良好生物相容性、高稳定性和高负载量的药物载体。本文采用带正电荷的CMS作为药物载体负载抗癌药物5F用来抑制鼻咽癌细胞CNE2的生长。实验结果表明,CMS本身对于细胞是无毒的,可通过细胞的内吞作用进入并在细胞中分布。相对于单独的5F,CMS@5F诱导鼻咽癌细胞凋亡的效果明显增强,说明CMS能将5F有效携带至细胞中使其局部浓度增大,促进5F抑制癌细胞生长的效果。     

磁共振对比剂标记的聚合物传输siRNA抑制基因表达

二乙烯三胺(DETA)修饰生物可降解的聚乙二醇(PEG)-聚天冬氨酸(PAsp)两嵌段聚合物PEG-PAsp,并通过配体交换将PEG-PAsp(DETA)修饰到磁共振(MR)对比剂SPIO表面,阳离子嵌段PAsp(DETA)可负载核酸分子siRNA,从而获得兼具MR显像和核酸传输功能的生物可降解载体.细胞毒性研究证实该载体聚合物具有较好的生物安全性,可被肿瘤细胞高效吸收,且使转基因细胞株A549-Lue(恒定表达萤火虫荧光素酶)中荧光素酶的活性下调60％.MR成像也证实,SPIO经载体负载后,其横场弛豫率比游离的水溶性SPIO (WSPIO)提高了3倍以上,达到147 Fe (mmol/L)-1s-1,显著提高了磁共振的显像效果.     

生物还原敏感可降解聚合物纳米载体的构建与应用

生物可降解聚合物纳米载体具有较长的体内循环时间、能靶向并富集到肿瘤组织、降低毒副作用、增加药物利用率以及在体内可降解等优越性能,已成为实现肿瘤靶向治疗最有前景的载体系统之一。但是,临床试验结果表明,聚合物纳米药物的治疗效果与人们的预期相差甚远,其中一个重要原因是纳米药物在靶点处药物释放少且缓慢。因此,开发智能型纳米载体使其在到达靶点后即迅速释放包裹的药物成为近年的研究热点。肿瘤组织,尤其是肿瘤细胞内的谷胱甘肽(glutathione,GSH)浓度较高(2~10mM),大约是体液和细胞外基质的100~1000倍(2~10μM)。基于肿瘤独特的还原势能,人们构建了各种不同类型的还原敏感聚合物纳米载体,实现抗癌药物在肿瘤组织和肿瘤细胞内的快速高效释放。生物还原敏感聚合物纳米载体具有以下特点:(1)在生理条件下稳定;(2)对肿瘤细胞内还原环境响应快,触发药物快速释放;(3)无需任何外在刺激装置,简单方便。本文将结合我们课题组的工作介绍各种还原敏感可降解聚合物纳米载体的构建和应用,主要包括还原敏感生物可降解聚合物胶束、囊泡、纳米凝胶等。