葡糖基聚合物修飾的金納米粒子的設(shè)計(jì)、制備及蛋白識別.pdf

1、近年來，納米級的金顆粒具有熒光性、超分子與分子識別等特殊的物理化學(xué)性能使其在搭載核酸及糖類大分子中被用來進(jìn)行免疫、標(biāo)定、示蹤領(lǐng)域備受關(guān)注。多功能共聚物膠束因其具有優(yōu)異的生物相容性以及形貌結(jié)構(gòu)易于控制、響應(yīng)條件易于調(diào)節(jié)等特點(diǎn)被作為一種新型的高分子材料，將此類多功能共聚物膠束搭載到金納米粒子上，已逐漸為生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本實(shí)驗(yàn)課題在大量先前研究的基礎(chǔ)上，通過“一鍋法”將制備的金納米粒子(AuNPs)與通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)

2、移(Reversible addition-fragmentation chain transfer, RAFT)聚合方法合成的一系列基于溫敏單體DEGMA的聚合物進(jìn)行接枝，經(jīng)過多種表征方法確認(rèn)其分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，利用分子間相互作用力產(chǎn)生的自組裝行為獲得了溫度敏感性含葡萄糖基聚合物@AuNPs膠束，系統(tǒng)研究了其在溫度響應(yīng)性、生物相容性、對蛋白質(zhì)的特異性識別功能及其在促進(jìn)肝癌細(xì)胞死亡的研究。
　　論文第一章介紹了AuNPs的研究現(xiàn)狀以

3、及基于PDEGMA溫敏性含糖聚合物@AuNPs膠束的合成方法及其生物應(yīng)用研究，并概述了本課題的研究背景。
　　第二章，主要內(nèi)容是利用RAFT聚合技術(shù)和“一鍋法”設(shè)計(jì)合成一系列基于不同結(jié)構(gòu)的溫敏性含糖物及其@AuNPs，并使用多種表征手段進(jìn)行分子化學(xué)結(jié)構(gòu)的確定。為了得到同時具有生物活性和溫敏性的聚合物@AuNPs，我們先利用“酶促法”制備的含糖單體6-O-乙烯基壬二酸-D-葡萄糖酯(OVNGlu)和溫度敏感性單體二聚乙二醇單甲醚甲基

4、丙烯酸酯(DEGMA)分別通過RAFT聚合生成不同結(jié)構(gòu)的溫敏含糖聚合物P(DEGMA-co-OVNGlu)、PDEGMA-b-POVNGlu。再通過“一鍋法”將溫敏含糖基聚合物與氯金酸在還原劑、保護(hù)劑的作用下合成P(DEGMA-co-OVNGlu)@AuNPs、PDEGMA-b-POVNGlu@AuNPs。利用核磁共振氫譜(1H NMR)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、紫外可見光光譜(UV-Vis)和凝膠滲透色譜(GPC)對聚合物的分子

5、化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，溫敏性含葡萄糖聚合物的化學(xué)組成與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之初的用料比例相一致；制備溫敏性含糖聚合物中PDEGMA的分子量與單體轉(zhuǎn)化率呈線性關(guān)系，這使得溫敏性含糖聚合物的分子量可以通過 RAFT聚合技術(shù)有效調(diào)控；利用 RAFT聚合技術(shù)與“一鍋法”技術(shù)可以制備出結(jié)構(gòu)規(guī)整的溫敏含糖聚合物@AuNPs。
　　第三章，我們將溫敏性含糖聚合物@AuNPs溶解于水中，對不同結(jié)構(gòu)溫敏性含糖聚合物及其@AuNPs溶液的溫敏性和膠束自組

6、裝機(jī)理進(jìn)行研究。使用紫外可見光分光光度計(jì)測定聚合物、聚合物@AuNPs的低臨界溶解溫(LCST)，聚合物P(DEGMA-co-OVNGlu)的LCST值為34℃，PDEGMA-b-OVNGlu的LCST值在35℃，P(DEGMA-co-OVNGlu)@AuNPs的 LCST值是36℃；PDEGMA-b-OVNGlu@AuNPs的LCST值為37℃。結(jié)果表明，在相同單體比例的條件下，接枝金納米粒子聚合物的LCST值比未接枝金納米粒子聚合物

7、的LCST值高。通過動態(tài)、靜態(tài)激光散射實(shí)驗(yàn)分別測定了不同溫度下聚合物膠束及聚合物@AuNPs膠束在水溶液狀態(tài)下的流體力學(xué)半徑(Dh)值和均方根旋轉(zhuǎn)半徑(Rg)值。發(fā)現(xiàn)其數(shù)值，開始隨溫度變化保持不變，中間階段開始變大，最后達(dá)到一個穩(wěn)定數(shù)值。最終通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察制備的聚合物膠束以及聚合物@AuNPs膠束的形貌，觀察所得聚合物具有規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)且分散均勻。實(shí)驗(yàn)表明：制備的溫敏性含葡糖基聚合物能在水溶液中自組裝形成近球形的納米粒

8、子，將 AuNPs與溫敏性含葡糖基聚合物接枝后同樣可以在水溶液中自組裝成球形納米粒子，其LCST值可以通過聚合物的分子結(jié)構(gòu)加以調(diào)整。本研究將溫敏性含葡糖基聚合物與 AuNPs接枝，豐富了含糖聚合物在生物應(yīng)用領(lǐng)域的研究，同時拓展了金納米粒子的表面修飾分子的種類。
　　第四章，當(dāng)通過化學(xué)技術(shù)合成新的物質(zhì)在面向生物學(xué)應(yīng)用時，其生物相容性是一個不可避免的重要問題。我們分別研究不同結(jié)構(gòu)的聚合物@AuNPs后與凝集素的識別能力、外界溫度變化對

9、其識別凝集素的影響；通過生物相容性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所聚合物對正常細(xì)胞的毒性影響；不同結(jié)構(gòu)的溫敏性含葡糖基聚合物與凝集素識別后對肝癌細(xì)胞生長的影響。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)規(guī)整的溫敏性含葡萄糖嵌段聚合物@AuNPs與凝集素的識別效果最佳，同時比未接枝 AuNPs的聚合物識別效果好；隨著環(huán)境溫度的變化，分子表面暴露的糖基位點(diǎn)越多，膠束與凝集素的識別效率也將有所提高；所合成的聚合物材料對正常細(xì)胞均具有良好的生物相容性；聚合物@AuNPs膠束在與凝集素識別后對肝