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癌症是危害人类健康的严重疾病,化疗是其中比较重要的手段之一,但化疗给癌症病人带来严重的毒副作用。因此,高效低毒副作用的抗癌药物的研发是癌症治疗的研究热点。由于带正电荷的抗癌药可以与DNA表面带负电的磷酸根静电结合阻止DNA的形成,破坏细胞的功能,抑制肿瘤生长。因此,研发带正电荷的抗癌药物受到广大科研工作者的青睐。其中带正电荷的季铵盐脂质体易与带负电的肿瘤细胞膜通过静电结合,破坏肿瘤细胞膜的完整性,进而对肿瘤细胞产生一定的毒活性;且季铵盐脂质体在任何pH值下都没有缓冲能力,易产生较强的细胞毒性。本文利用季铵盐脂质体对肿瘤细胞具有较强的毒性和苯硼酸对唾液酸高表达的肿瘤细胞具有潜在靶向性的特性,设计合成了四种苯硼酸季铵盐分子,并对它们的抗癌活性进行评价。四种苯硼酸季铵盐的合成及结构表征。以己二胺为原料,用（Boc）2O选择性保护己二胺一端的氨基,另一端的氨基依次与1-氯甲基萘和2-甲酰基苯硼酸反应。然后,用三氟乙酸脱除Boc保护基。裸露出的氨基再与不同长度碳链的溴代烷烃进行反应,得到两条碳链取代的叔胺化合物,最后用碘甲烷进行甲基化反应得到四种苯硼酸季铵盐,分别记为PBA-DiC12MA、PBA-DiC14MA、PBA-DiC16MA、PBA-DiC18MA。用核磁1H NMR、13C NMR、gCOSY和HSQC对中间体及目标产物进行结构表征。采用DLS测定四种苯硼酸季铵盐溶液的平均粒径、Zeta电位和PDI值。结果表明:四种苯硼酸季铵盐溶液的平均粒径在200-400 nm之间;Zeta电位分布在+8-+20 mV之间;PDI值在0.8-1.0之间,即四种苯硼酸季铵盐溶液的颗粒分散性较差。对四种苯硼酸季铵盐进行生物活性评价。1)采用CCK8的方法对癌细胞:肝癌细胞HepG2、宫颈癌细胞HeLa、人乳腺癌细胞MDA-MB-231、人胶质瘤细胞U87、人胃癌细胞HGC-27;及正常细胞:人胚肾上皮细胞Hek-293T、人脐静脉血管内皮细胞HEUVEG、人正常肝细胞L-O2等进行毒活性评价。结果表明,四种苯硼酸季铵盐对上述五种癌细胞的存活能力具有不同程度的抑制作用,尤其是对肝癌细胞HepG2四种苯硼酸季铵盐都表现出较低的IC50值（半抑制浓度,即细胞凋亡数占全细胞数的50%时所对应的浓度）,按照PBA-DiC12MA、PBA-DiC14MA、PBA-DiC16MA、PBA-DiC18MA顺序,依次是2.65μM、2.68μM、2.21μM、2.28μM;然而对正常细胞Hek-293T、HEUVEG和L-O2的毒活性弱很多。其中,对正常肝细胞L-O2的IC50值是肝癌细胞HepG2的4倍左右,即四种苯硼酸季铵盐对癌细胞有毒活性,且对癌细胞有一定的选择性。2)竞争抑制实验结果表明:用1 mM苯硼酸或唾液酸预孵育细胞1 h后,四种苯硼酸季铵盐对HepG2细胞的毒活性减弱。也就是苯硼酸或唾液酸预孵育降低了四种苯硼酸季铵盐与肝癌细胞表面高表达的唾液酸受体之间的结合能力,即四种苯硼酸季铵盐中的苯硼酸配体对唾液酸受体有一定的靶向性。3)用对细胞不会产生毒性的1 mM Mg2+封闭四种苯硼酸季铵盐自身带的正电荷,考察Mg2+封闭是否会对四种苯硼酸季铵盐的抗癌活性产生影响。由于Mg2+的浓度远高于苯硼酸季铵盐的浓度,用其孵育细胞后,Mg2+与肿瘤细胞的结合几率远大于苯硼酸季铵盐与肿瘤细胞的结合。结果表明:1 mM Mg2+与四种苯硼酸季铵盐共孵育后处理细胞,四种苯硼酸季铵盐对癌细胞和正常细胞的毒性均有所改变,即四种苯硼酸季铵盐自身带的正电荷对细胞会产生一定的毒性。4)乳酸脱氢酶（LDH）释放实验表明四种苯硼酸季铵盐可以使肿瘤细胞膜的通透性发生改变,进而诱导癌细胞死亡。5)通过扫描电镜拍摄四种苯硼酸季铵盐作用细胞后的细胞形貌图,更加直观看出四种苯硼酸季铵盐是通过破碎细胞膜的方式杀死癌细胞。6)溶血活性实验表明,用10μM的苯硼酸季铵盐孵育人的血红细胞,发现溶血活性低于20%,即四种苯硼酸季铵盐的毒副作用非常小。7)血清稳定性实验表明:PBA-DiC12MA的稳定性最好,不论有无血清,孵育24 h后,细胞的存活率都低于20%。PBA-DiC16MA和PBA-DiC18MA的稳定性最差,有血清存在时,4 h后几乎完全丧失细胞毒活性。研究表明,合成的四种电正性的苯硼酸季铵盐对癌细胞表现出了较高的癌细胞致毒活性及癌细胞选择性,对正常细胞毒副作用较小。研究结果对季铵盐类小分子抗癌药的研发具有一定的参考价值。