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背景环糊精(CDs)的分子结构略呈锥形,两端开口、上宽下窄、中空圆筒状,空腔内部呈疏水性,外部则呈亲水性,正是由于其独特的筒状结构和内疏外亲的性质,环糊精可以包合特定的分子,具有主客体分子包合作用。环糊精无毒无害,其包合物可以增强稳定性、增大溶解度、减小不良反应等。因此,环糊精作为一种合适的药物载体被广泛应用在医药领域。由于其在水中溶解度及包合能力,修饰及改性环糊精化学已经成为当前一大热门。羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD)作为β-环糊精的衍生物,在pH<4溶液中的溶解度低,而在pH>4溶液中可任意浓度的溶解,因为其羧基解离,结构疏松,使得自流动性显著改善。故在人体肠道环境中溶解性好,可以使用在药物的延长释放的剂型中,且溶血性更低。细胞穿膜肽(CPPs)是一类能够携带大分子的物质进入到细胞的短肽,具有较强的穿膜转运能力。如今生物大分子对治疗许多疾病有重要作用,但是由于首过效应、细胞屏障作用等因素,大分子药物难以透过细胞膜而进入细胞内,这使得有治疗价值的生物大分子在医药领域的应用受到限制,细胞穿膜肽的发现及应用无疑在极大地程度上解决了这一难题。细胞穿膜肽作为载药材料在体内外入胞转运中,具有其他的生物大分子转运不可比的优势:运载效率高、运载种类多、毒性较小、可应用的剂型广等。研究表明,胍基是影响细胞穿膜能力的关键因素,而八聚精氨酸(R8)中富含胍基,具有较强的穿膜转运能力。胰岛素能够促进细胞摄取和利用葡萄糖,且抑制糖原分解和异生,具有降血糖作用,是治疗Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病的首选药物。但是长期注射胰岛素给药给患者的身心带来了许多痛苦:注射局部皮肤易过敏、红肿发热、产生小结、甚至皮下脂肪萎缩或增生等,因此诸多科学研究者致力于胰岛素非注射给药途径的研究。然而胰岛素自身易被酶解,加之细胞屏障作用,使其在非注射剂型中的研究和应用中受到了很大的阻碍。将环糊精和细胞穿膜肽两种药物载体相结合,融合两者各自的优势,对于促进药物大分子在细胞内外的有效转运有重要的作用,具有广阔的应用前景。目的研发新型载药材料:R8-CM-β-CD。通过化学反应合成R8-CM-β-CD,并对其进行相关的结构表征,并探究其对胰岛素的包合作用的可行性。制备R8-CM-β-CD/胰岛素包合物,来研究其对增强胰岛素稳定性的作用。方法1.R8-CM-β-CD的合成及表征:以R8和CM-β-CD为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,成功合成R8-CM-β-CD载药材料。然后用红外(IR)、高效液相色谱(HPLC)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、基质辅助激光解析飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-MS)对其进行结构表征。2.R8-CM-β-CD/胰岛素包合物的制备:用等摩尔系列法测定其最佳包合比,按照包合比制备包合物,并用热分析(DTA、TGA)进行包合作用的鉴定。同时,通过测量CM-β-CD和R8-CM-β-CD分别与胰岛素的包合常数值Ka的大小,对胰岛素的包合作用进行了比较。3.R8-CM-β-CD的性能研究:通过对R8-CM-β-CD/胰岛素包合物的体外穿膜能力的考察和酶稳定性的研究这两个方面,来探究合成的R8-CM-β-CD的性能。实验包括:穿过Caco-2单层细胞的胰岛素含量的测定、激光共聚焦观察胰岛素荧光信号强弱、以及在糜蛋白酶降解下胰岛素的剩余含量测定。结果1.红外、紫外、X射线衍射、差热分析、基质辅助激光解析飞行时间串联质谱结果表明本课题组的R8-CM-β-CD成功合成。2.热分析结果显示R8-CM-β-CD/胰岛素包合物已经成功制备,通过包合常数的测定,与CM-β-CD 比较,R8-CM-β-CD的包合作用能力更强,且形成的包合物更加稳定。3.穿过Caco-2单层细胞的胰岛素含量测量和激光共聚焦实验结果表明R8-CM-β-CD具有较强的穿膜能力。胰岛素在糜蛋白酶降解一个小时后的剩余含量测定结果表明R8-M-β-CD能够有效抑制胰岛素受到糜蛋白酶的降解。结论本课题组通过化学反应成功合成了 R8-CM-β-CD载药材料,具有更强的包合作用能力和穿膜转运能力,且能显著地增强胰岛素的稳定性,以及提高生物利用度。因此,该新型载药材料具有重要研究意义,在医药领域的应用将会有更加广阔的前景。