環(huán)三磷腈衍生物制備與自組裝行為及其藥物負載應用研究.pdf

1、磷腈，由磷、氮單雙鍵交替形成的一種無機大分子骨架，磷原子上易于發(fā)生親核取代反應。由于結(jié)構(gòu)設計的靈活性，性能的多樣性、可調(diào)性，材料的穩(wěn)定性、生物可降解性等諸多特性，磷腈在諸多領域具有深入研究開發(fā)價值和廣闊的應用前景。尤其是磷腈?zhèn)缺凵弦氩煌Y(jié)構(gòu)和比例的取代基可有效地調(diào)節(jié)聚合物的水解性能、生物相容性能、生物降解性能，這使得它在控制藥物釋放、組織工程等生物醫(yī)學領域成為極具開發(fā)潛力的材料。
　　本論文以環(huán)三磷腈為研究對象，設計合成了兩種類

2、型的環(huán)三磷腈，一種是疏水性環(huán)三磷腈，即六色氨酸乙酯苯氧基環(huán)三磷腈(HEPCP)和六甘氨酸甲酯苯氧基環(huán)三磷腈(HGPCP);另一種是兩親環(huán)三磷腈:MMPCP，側(cè)鏈分別為疏水端甘氨酸甲酯和親水段聚乙二醇單甲醚(Mw=5000); EMPCP，側(cè)鏈為疏水端色氨酸乙酯和親水段聚乙二醇單甲醚(Mw=1000)。采用FT-IR、GPC、MS、NMR等手段對結(jié)構(gòu)進行了表征;采用DSC、TGA、UV、LS、CLSM等方法分析了產(chǎn)物的結(jié)晶形態(tài)、熱穩(wěn)定性、

3、水解性能和熒光特性;采用透析法、乳化法和反相溶劑技術研究了不同結(jié)構(gòu)的環(huán)三磷腈在溶液中的自組裝行為;并通過自組裝制備了兩親環(huán)三磷腈負載抗腫瘤藥物姜黃素的體系，構(gòu)建了多功能載藥平臺。
　　通過UV和TGA分析發(fā)現(xiàn)，四種環(huán)三磷腈衍生物都是熱穩(wěn)定性良好的可降解的生物友好材料;DSC和XRD實驗表明HEPCP和HGPCP是無定形態(tài)的，而MMPCP和EMPCP由于MPEG鏈段的有序排列而具有一定的結(jié)晶形態(tài); LS和CLSM觀察表明HEPCP和

4、HGPCP都有熒光特性，而且可進行細胞成像;細胞毒性試驗顯示MMPCP和EMPCP的細胞毒性具有濃度依賴性，在濃度較低時毒性較小，熒光顯微鏡觀察MMPCP和EMPCP都分布在除細胞核外的細胞質(zhì)和其他細胞器中。
　　疏水性環(huán)三磷腈HEPCP和HGPCP通過反相溶劑技術可以獲得自組裝納米粒子。所制備納米粒子的形貌采用SEM和TEM進行觀察，并分析了影響組裝體形貌的因素;納米粒子的粒徑分布和尺寸穩(wěn)定性分析用動態(tài)光散射儀(DLS)測定;實

5、驗結(jié)果表明:兩種自組裝納米粒子都是表面光滑的規(guī)則球形結(jié)構(gòu)，熒光特性較組裝前都明顯增強，納米粒子在溶液中儲存都可以發(fā)生二次組裝，因此適合凍干保存。
　　疏水性環(huán)三磷腈的自組裝過程可通過臨界水含量(cwc)實驗分析，其自組裝機制采用結(jié)構(gòu)模擬和理論計算并結(jié)合實驗現(xiàn)象加以闡明。HEPCP自組裝納米粒子的熱穩(wěn)定性增強，cwc值在臨界溶液濃度以上，與溶液濃度無關。其自組裝過程可闡述如下：由于HEPCP在水中不溶，當溶液中的水含量達到臨界值時，

6、體系中形成的微小的W/O空間內(nèi)，在某一臨界濃度以上，每個微小空間內(nèi)HEPCP分子間距離達足夠小，分子間通過疏水的分子間作用力驅(qū)動實現(xiàn)有序堆積的自組裝過程。然而HGPCP自組裝納米粒子的熱穩(wěn)定性下降，cwc值與溶液濃度相關，且在極稀的溶液中可以實現(xiàn)自組裝。HGPCP自組裝過程的可能機制是在水分子的參與下，HGPCP分子在分子間氫鍵的誘導下的有序堆積。
　　兩親環(huán)三磷腈MMPCP，由于MPEG鏈段較長，甘氨酸甲酯和環(huán)三磷腈短臂的酰胺鍵

7、與水之間形成氫鍵作用，在水中溶解性良好，通過乳化技術在油水界面可以成功包載疏水性的抗腫瘤藥物姜黃素，實現(xiàn)姜黃素的增溶、EPR靶向、緩釋的功能。EMPCP通過透析法自組裝形成球形納米粒子，也可以和姜黃素通過分子間作用組裝成納米載藥微球，載藥微球的粒徑變小，尺寸分布較窄。
　　多元醇法制備的四氧化三鐵納米粒子具有良好的水溶性，膠體穩(wěn)定性，磁共振成像（MRI）優(yōu)異性能。TEM和磁性能實驗證明兩親環(huán)三磷腈成功地將磁性納米粒子和姜黃素包載，