论文部分内容阅读
无机纳米粒子由于其具有特殊的性质,如优良的发光性质,较高的光热转换效率以及磁性等,而备受关注。将这些无机纳米粒子引入聚合物组装体中构建的杂化组装体,因其兼具无机纳米粒子和聚合物的性质,可被广泛的用于生物成像、催化、疾病的诊断和治疗等领域,近年来引起了研究人员的关注。响应性聚合物能够对外界刺激产生可逆或者不可逆物理化学性质的变化,将无机纳米粒子引入到响应性聚合物中构建无机纳米粒子杂化响应性聚合物组装体的研究较少。本研究论文将超顺磁性的四氧化三铁纳米粒子、金纳米粒子和上转换纳米粒子引入响应性聚合物组装体中,构建多功能的无机纳米粒子杂化组装体,研究了其在肿瘤诊疗方面的应用。具体来说,包括如下几个方面。1.将疏水的四氧化三铁纳米粒子通过超声乳化的方法负载到PEO-b-PNBOC的两嵌段聚合物所形成的胶束疏水内核中,其中PEO为亲水聚环氧乙烷嵌段,NBOC为2-硝基苯甲氧酰氨乙基甲基丙烯酸酯,其具有紫外光响应性。所得到的杂化聚合物纳米粒子在紫外光辐照下,邻硝基苄保护基脱除释放出反应性伯胺基团,它会进攻聚合物侧基上的酯键生成酰胺键导致杂化聚合物纳米粒子内核的交联。由于疏水的邻硝基苄基团的脱除,亲水酰胺键的生成,以及内核中存在的部分质子化的伯胺会使杂化纳米粒子内核的亲水性增加,极性发生变化。在该过程中,四氧化三铁纳米粒子的磁造影能力增强。将抗癌药物阿霉素(DOX)也一同负载到胶束内核中,构建诊疗一体化体系,其在紫外光照触发下实现胶束核中药物快速释放。该体系可以实现载体稳定性、磁共振造影成像效果和药物释放速率的同步调控。2.通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备PEO-b-PMALA和PNBOC-b-PMALA两种两嵌段聚合物,其中MALA是硫辛酸的羧基和羟乙基甲基丙烯酸酯的羟基缩合反应形成的单体。通过PMALA嵌段上硫辛酸基元和金纳米粒子表面多齿强相互作用,将PEO-b-PMALA和PNBOC-b-PMALA功能化到金纳米粒子的表面,使得金纳米粒子表面同时具有亲水的PEO链段和疏水的PNBOC链段,从而制备了两亲性金纳米粒子。对于直径为3 nm的金纳米粒子,使用慢加水和纳米沉淀的组装方法,分别得到了直径为~160nm和~320nm的金纳米粒子杂化囊泡。对于直径为13nm的两亲性金纳米粒子,使用慢加水和纳米沉淀的组装方法,分别得到了直径~190 nm的金纳米粒子杂化囊泡和金纳米粒子杂化的纳米管。以上得到的金纳米粒子杂化囊泡和杂化纳米管都可以通过光照发生结构的交联固定。同时伴随着金纳米粒子杂化聚合物层亲水性的增加和极性的变化。含有直径3 nm小金纳米粒子的杂化囊泡被用作X-射线计算机断层扫描(CT)的造影剂。用含有直径13 nm金纳米粒子的杂化囊泡负载抗癌药物,实现肿瘤光热和化疗的协同治疗,其负载的药物在光照条件下快速释放,由于体系在光照中的交联固定,该体系具有长效的光热作用和药物缓释的协同效果,可以更加高效的杀死肿瘤细胞。组装得到的金纳米粒子杂化纳米管被用于催化对硝基苯酚还原生成对氨基苯酚的催化剂。3.通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备两亲性嵌段聚合物P(DMA-co-Eos)-b-PCPTM,其中DMA是N,N-二甲基丙烯酰胺,Eos是含有四溴荧光素的苯乙烯单体,CPTM是还原响应的带有药物喜树碱(CPT)的甲基丙烯酸酯单体,将疏水油酸稳定的上转换纳米粒子(NaYF4:Yb/Er)和在亲水链段标记光敏剂聚合物P(DMA-co-Eos)-b-PCPTM同时置于氯仿中分散和溶解,使用超声乳化的方法构建上转换纳米粒子杂化的聚合物组装体。通过各种条件的优化,制备了疏水双层膜含有上转化纳米粒子的杂化聚合物囊泡。通过980nm波长激光辐照激发上转化纳米粒子,此时上转换纳米粒子和光敏剂之间发生能量转移,激发四溴荧光素产生单线态氧,同时上转换荧光可用于细胞成像。这种杂化聚合物囊泡进入细胞后,激光辐照产生的单线态氧促进其快速从内涵体/溶酶体中逃逸进入细胞胞浆中,胞浆中的还原性环境触发CPT的快速释放,最终显示出良好的杀死肿瘤细胞的能力。4.受制于肿瘤组织部位缺氧微环境等因素,单一的光动力学疗法(PDT)运用于肿瘤治疗时效果有限。本章中通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合和聚合物后改性的方法,将近红外的光敏剂通过二硫键基元接到两亲性嵌段聚合物侧基上,该聚合物形成的组装体在还原性环境下可以实现光热疗法到光动力学疗法的转换,我们还在聚合物上共聚了药物单体CPTM,结合化学疗法进一步增强肿瘤治疗效果。通过改变光敏剂和聚合物主链的键接方式,还构建了可以在还原性环境下实现交联方式转换的聚合物囊泡组装体,它除了可以实现前述治疗模式的转换之外,还可以调控囊泡双层膜对于小分子的渗透性。