多功能性聚合物納米粒子的構(gòu)筑及其性能研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，聚合物納米粒子以其獨特的性能在生物醫(yī)學、儲能材料、電子器件以及納米生物器件等領(lǐng)域成為了人們的研究熱點?；钚宰杂苫酆霞夹g(shù)以及高效的偶聯(lián)反應的深入發(fā)展，為制備新型結(jié)構(gòu)和先進性能的高分子提供了更為廣闊的平臺。本文中我們利用可逆加成-裂解鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合和巰基-烯烴點擊化學、動態(tài)共價化學相結(jié)合的方法合成了含糖聚合物-多肽生物綴合物、多功能核交聯(lián)聚合物納米粒子、多重響應性蛋白質(zhì)納米載體以及聚合物-糜蛋白酶納米粒子

2、，并對它們的性能進行了詳細研究:
　　1.巰基-烯烴點擊反應合成梳形含糖聚合物-多肽生物綴合物及其水溶液行為的研究
　　1)利用RAFT聚合合成了保護性糖嵌段共聚物(PMAIpGlc-b-PHEMA)，通過聚合后修飾方法將丙烯酰氯引入到聚合物側(cè)鏈，得到PMAIpGlc-b-P(HEMA-acrylate)嵌段聚合物，在酸性條件下脫除保護基團，得到側(cè)鏈為葡萄糖的含糖嵌段聚合物(PMAGlc-b-P(HEMA-acrylate)

3、)。
　　2)以谷胱甘肽(GSH)為模型多肽，利用巰基-烯烴點擊反應成功地制備了含糖聚合物-多肽生物綴合物(PMAGlc-GSH)，利用動態(tài)光散射(DLS)、Zeta電位滴定和透射電鏡(TEM)研究了它在水溶液中的自組裝行為，證明該生物綴合物由于GSH之間氫鍵的相互作用自組裝成以GSH為核，親水性含糖聚合物為殼的球形膠束。PMAGlc-GSH膠束與刀豆蛋白A(ConA)之間存在特異性識別作用，在內(nèi)涵體pH條件下(pH=5.5)，由

4、于β-硫代丙酸酯鍵的斷裂引起PMAGlc-GSH膠束解離，從而可以實現(xiàn)膠束內(nèi)核GSH的釋放。
　　2.基于動態(tài)共價鍵構(gòu)筑多功能性核交聯(lián)聚合物納米粒子
　　1)基于活潑酯單體MAO，通過RAFT聚合制備一系列單體組成不同的共聚物P(PEGMA-co-MAO)，與水合肼反應得到酰肼修飾的共聚物P(PEGMA-co-MAH)。
　　2)基于酰肼基團反應的多樣性，將生物分子綴合到共聚物上，得到糖綴合共聚物(glycoconju

5、gate copolymer)和生物素化共聚物(biotinylated copolymer)。其中糖綴合共聚物能夠特異性地識別Con A，利用HABA/avidin試劑盒測得生物素化共聚物中具有生物活性的生物素分子含量為1.1μmol biotin/mg polymer。
　　3)通過酰肼共聚物和對苯二甲醛(TDA)之間酰腙鍵的形成制備了核交聯(lián)聚合物納米粒子，DLS和1H NMR研究結(jié)果表明核交聯(lián)聚合物納米粒子具有pH響應性和動

6、態(tài)性。利用CKK-8法評價了核交聯(lián)聚合物納米粒子及共聚物對于人宮頸癌細胞(HeLa)的細胞毒性，結(jié)果表明酰肼含量高的共聚物表現(xiàn)出一定的細胞毒性，而與TDA反應形成的聚合物納米粒子在測試濃度為10-300μg/mL范圍內(nèi)具有較高的細胞存活率和無濃度依賴性的細胞毒性，這是由于生物相容性好的聚乙二醇側(cè)鏈伸展在納米粒子表面造成。
　　4)利用未反應的酰肼基團對核交聯(lián)聚合物納米粒子進行多功能化修飾，先后將生物素分子(biotin)及熒光分子

7、(FITC)修飾到了納米粒子表面，得到了熒光標記的生物素化聚合物納米粒子。
　　5)選用憎水性染料尼羅紅(Nile Red，NR)作為模型藥物，將NR包載到核交聯(lián)聚合物納米粒子的內(nèi)核?；邗ｋ潞扛叩墓簿畚镏苽涞募{米粒子表現(xiàn)出較好的pH響應性釋放行為。
　　3.基于動態(tài)共價聚合物構(gòu)筑多重響應性蛋白質(zhì)納米載體
　　1)通過RAFT聚合制備嵌段共聚物P(PEGMA)-b-PMAO，通過與水合肼反應合成了酰肼修飾的嵌段共聚物

8、P(PEGMA)-b-PMAH。利用磷酸吡哆醛(PLP)和酰肼之間酰腙鍵的形成，成功合成綴合PLP的動態(tài)共價聚合物(PLP-conjugateddynamer)。在酸性條件下，溫度能明顯影響動態(tài)共價聚合物中酰腙鍵的斷裂。體外細胞毒性實驗表明PLP-conjugated dynamer及其聚合物前體對HeLa細胞無毒性，表現(xiàn)出良好的生物相容性。
　　2)在生理條件下，PLP-conjugated dynamer和溶菌酶通過靜電相互作

9、用形成聚離子復合物(polyion complex，PIC)膠束。DLS和UV-vis研究結(jié)果表明PIC膠束具有pH響應性、鹽響應性和酶響應性。以藤黃微球菌(micrococcus luteus，ML)細胞作為底物來測定PIC膠束中溶菌酶的生物活性。由于膠束殼層P(PEGMA)聚合物的屏蔽效應，使得PIC膠束核內(nèi)溶菌酶的生物活性受到抑制，提高體系的離子強度可以引起PIC膠束的解離，從而使溶菌酶的生物活性得到恢復。
　　4.基于動態(tài)

10、共價鍵構(gòu)筑聚合物-蛋白質(zhì)納米粒子及其性能研究
　　1)利用琥珀酰亞胺基4-甲?；郊姿狨?S-4FB)對糜蛋白酶的賴氨酸殘基進行化學修飾得到醛基修飾的糜蛋白酶(modified-chymotrypsin，M-CT)。通過酰肼嵌段共聚物(P(PEGMA)-b-PMAH)和醛基修飾的糜蛋白酶(M-CT)之間酰腙鍵的形成制備了聚合物-糜蛋白酶納米粒子。SDS-PAGE凝膠電泳、DLS和TEM研究結(jié)果表明成功地制備了聚合物-糜蛋白酶納米粒