半乳糖功能化溫敏性雙親水嵌段共聚物膠束的生物特性研究.pdf

1、近年來，溫敏性糖功能化雙親水共聚物膠束作為一種新型的功能性高分子材料由于具有優(yōu)異的生物相容性以及形貌結(jié)構(gòu)易于控制、響應(yīng)溫度易于調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，已逐漸為生物材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。含糖單體的加入很大程度上提高了高分子材料的細(xì)胞相容性、降低材料的細(xì)胞毒性，使其在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域備受關(guān)注。
　　本課題在大量前人研究工作的基礎(chǔ)上，利用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(Reversible addition-fragmentation chain transf

2、er,RAFT)聚合方法設(shè)計(jì)并制備了一系列基于溫敏單體DEGMA的新型溫敏性含半乳糖共聚物，通過核磁共振氫譜(1HNMR)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、凝膠滲透色譜(GPC)確認(rèn)其化學(xué)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用分子自組裝技術(shù)獲得了含半乳糖溫敏性的納米級(jí)膠束，系統(tǒng)研究了其溫度敏感特性、生物相容性，對(duì)蛋白質(zhì)的特異性識(shí)別能力的研究。
　　論文第一章概述了基于POEGMA的溫敏性聚合物的合成方法及其應(yīng)用，并且簡(jiǎn)單介紹了含半乳糖共聚物以及相關(guān)凝集素結(jié)

3、構(gòu)、性質(zhì)、特異性識(shí)別的相關(guān)研究背景。
　　第二章，通過酶促合成與RAFT聚合聯(lián)用的方法，合成了一系列基于糖鏈上不同碳個(gè)數(shù)的含半乳糖單體的含糖溫敏性共聚物我們首先將酶促法合成的含糖單體6-O-乙烯基丁二酸-D-半乳糖酯(OVSG)、6-O-乙烯基己二酸-D-半乳糖酯(OVNG)、6-O-乙烯基己二酸-D-半乳糖酯(OVZG)與溫敏性單體二聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯(DEGMA)分別通過 RAFT聚合生成一系列糖鏈上具有不同的含碳個(gè)數(shù)

4、的含半乳糖溫敏性共聚物 PDEGMA-b-POVSG、 PDEGMA-b-POVNG、PDEGMA-b-POVZG、P(DEGMA-co-OVNG)。利用1H NMR、FT-IR、GPC對(duì)聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，含糖溫敏性聚合物的化學(xué)組成與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的投料比例相一致；利用RAFT聚合技術(shù)可以制備結(jié)構(gòu)規(guī)整的嵌段聚合物，且所得聚合物具有較窄的分子量分散寬度(PDI≈1.5)；這說明聚合物的分子量可以通過RAFT聚合技術(shù)

5、進(jìn)行有效控制。
　　第三章，將含糖溫敏聚合物溶于水通過分子自組裝技術(shù)形成納米膠束，研究含有不同溫敏單元、不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物溶液的溫敏性，并對(duì)膠束自組裝機(jī)理進(jìn)行了研究。利用紫外可見分光光度計(jì)研究了含糖溫敏性聚合物的低臨界溶解溫度(LCST)，嵌段共聚物PDEGMA-b-POVSG的LCST是45℃以上，嵌段共聚物PDEGMA-b-POVNG的LCST是32℃、37℃、40℃，嵌段共聚物PDEGMA-b-POVZG的 LCST是29

6、℃；無規(guī)共聚物P(DEGMA-co-OVNG)的LCST分別為38℃、36℃。結(jié)果表明，溫敏性含糖共聚物的LCST隨著含糖鏈上含碳個(gè)數(shù)的增加而降低。動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和靜態(tài)光散射(LLS)分別測(cè)定了不同溫度下聚合物膠束在溶液中的流體力學(xué)半徑(Dh)和均方旋轉(zhuǎn)半徑(Rg)，我們發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高膠束的粒徑先不變后增大再不變，還發(fā)現(xiàn)含糖共聚物膠束發(fā)生了無規(guī)線團(tuán)向球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程。最后利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察制備的納米膠束的形貌，

7、發(fā)現(xiàn)所制備的膠束具有規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)而且結(jié)構(gòu)的尺寸相對(duì)均勻。研究表明：采用RAFT聚合制備的含糖溫敏性共聚物可以在水溶液中自組裝成近似球形的納米粒子，其LCST可以通過聚合組分的比例精確的調(diào)節(jié)。本研究不僅豐富了具有生物應(yīng)用功能的聚合物體系，而且擴(kuò)展了含糖聚合物的應(yīng)用范圍。
　　第四章，我們將分子自組裝技術(shù)構(gòu)建的含糖溫敏性聚合物膠束作為研究對(duì)象，分別研究了蛋白質(zhì)識(shí)別受環(huán)境溫度的影響、含糖溫敏性聚合物膠束對(duì)細(xì)胞靶向結(jié)合能力的檢測(cè)和熒光標(biāo)

8、記蛋白質(zhì)的識(shí)別、兩種不同蛋白識(shí)別后含糖聚合物膠束的誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的變化。結(jié)果顯示，隨著含糖比例的升高，含糖溫敏性聚合物膠束對(duì)蛋白質(zhì)識(shí)別能力逐漸上升；聚合物結(jié)構(gòu)的規(guī)整度越高，膠束對(duì)蛋白質(zhì)的識(shí)別效率越高；溫度越高，自組裝形成的膠束的靈活性越差，其對(duì)蛋白質(zhì)的識(shí)別能力越低；構(gòu)建的聚合物膠束都具有優(yōu)異的細(xì)胞相容性和非常低的細(xì)胞毒性，而且識(shí)別了RCA120或PNA的膠束對(duì)于肝癌細(xì)胞都具有促進(jìn)凋亡的作用。這些結(jié)果使得本研究在蛋白識(shí)別和藥物載體領(lǐng)域都具有