含羅丹明基團(tuán)聚合物的熒光性能及其應(yīng)用研究.pdf

1、羅丹明類化合物是一種以氧雜蒽環(huán)為母體的小分子熒光染料，目前在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的研究與應(yīng)用。而高分子材料同小分子相比，具有易修飾改性和易加工的特點(diǎn)，并且高分子材料往往能表現(xiàn)出一些小分子難以具有的特殊性能。因此，將羅丹明類化合物以共價(jià)鍵形式聯(lián)接于高分子材料上，可以使得高分子材料本身優(yōu)勢和羅丹明小分子優(yōu)異的熒光性能有機(jī)地結(jié)合在一起，從而有效地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
　　 本論文設(shè)計(jì)合成和表征了應(yīng)用于四個(gè)不同方面的側(cè)鏈含羅丹明

2、基團(tuán)的高分子，首先設(shè)計(jì)合成含有羅丹明基團(tuán)的功能性單體，再通過共聚將具有熒光性能的羅丹明側(cè)鏈基團(tuán)和其它功能性基團(tuán)同時(shí)引入聚合物中，并分別對(duì)它們的熒光性能及其作為生物材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用作了初步的探討。這些高分子各具有不同的生物功能，其共同點(diǎn)是含有羅丹明結(jié)構(gòu)的熒光功能團(tuán)。論文主要圍繞以下幾個(gè)方面開展工作：
　　 (1)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團(tuán)的丙烯酸酯類水溶性聚合物的合成及性能。首先合成含羅丹明基團(tuán)的單體MR，并將其分別和丙烯酸羥乙酯

3、及丙烯酸共聚，得到相應(yīng)的多羥基結(jié)構(gòu)的聚合物PRH和多羧基結(jié)構(gòu)的聚合物PRA，并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。所合成的聚合物具有較穩(wěn)定的熒光性能，其熒光發(fā)射峰在580-600 nm之間(發(fā)紅光)，能有效避免一些短波長的生物體自身熒光的干擾。經(jīng)過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帶多羥基結(jié)構(gòu)的聚合物PRH具有良好的腫瘤細(xì)胞靶向性，而帶多羧基結(jié)構(gòu)的聚合物PRA和小分子的羅丹明化合物則不具備這種靶向性。此外，PRH還能被BxPC-3胰腺癌細(xì)胞、CNE-2Z鼻咽癌細(xì)胞、74

4、02肝癌細(xì)胞和KB口腔上皮癌細(xì)胞等多種腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞。對(duì)A-549肺癌裸鼠模型的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)則證明PRH具有腫瘤組織的靶向性。該聚合物可作為熒光造影劑對(duì)上述腫瘤細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)定。
　　 (2)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團(tuán)的可用于同位素標(biāo)記的聚合物的合成及性能。首先合成了含酪氨酸基團(tuán)的單體MTyr，將其和單體MR及丙烯酸羥乙酯共聚得到聚合物PRTH。經(jīng)表征發(fā)現(xiàn)不同分子量的PRTH能在水中形成平均粒徑在50-150 nm的不同尺寸的球狀膠束或類膠束

5、聚集體。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，平均粒徑為191 nm的PRTH-2粒子對(duì)7402肝癌細(xì)胞具有較好的腫瘤細(xì)胞靶向性。利用PRTH中酪氨酸中的酚羥基進(jìn)行放射性同位素125I標(biāo)記后，對(duì)HepA肝癌裸鼠模型的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明PRTH具有良好的腫瘤組織靶向性。該聚合物(PRTH)因含羅丹明基團(tuán)而具有熒光示蹤功能，同時(shí)經(jīng)放射性同位素標(biāo)記后的聚合物有望用于同位素造影和腫瘤診斷等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
　　 (3)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團(tuán)的pH敏感性聚合物的合成及性能。

6、聚合物PRBHM由丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸正丁酯和單體MR共聚而成。PRBHM能直接溶解在水中形成膠束，而無需使用有機(jī)溶劑。在pH=5.0-7.0的微酸性環(huán)境下，PRBHM鏈段能形成疏水性相對(duì)較高的微球。將一種疏水性小分子PY作為藥物分子模型進(jìn)行載藥模擬試驗(yàn)，通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，將不能進(jìn)入細(xì)胞的疏水性藥物模型PY載入PRBHM膠束后，能被PRBHM攜帶進(jìn)入細(xì)胞。通過SRB細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步證明PRBHM具有良好的細(xì)胞相容性。巨

7、噬細(xì)胞吞噬實(shí)驗(yàn)則表明，PRBHM在活體內(nèi)不會(huì)被MPM巨噬細(xì)胞大量吞噬而嚴(yán)重影響其傳輸效率。該聚合物可作為藥物載體包裹抗腫瘤藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，并在腫瘤細(xì)胞中的酸性環(huán)境下作出響應(yīng)，釋放藥物。
　　 (4)研究了側(cè)鏈含吡唑啉基團(tuán)、萘酰亞胺基團(tuán)和羅丹明基團(tuán)三色熒光團(tuán)的水溶性聚合物的合成及性能。首先分別合成了含吡唑啉、萘酰亞胺和羅丹明三種不同熒光發(fā)色基團(tuán)的單體，將它們與丙烯酸羥乙酯共聚得到含多熒光發(fā)色團(tuán)的水溶性聚合物PRNPH。通過調(diào)節(jié)三

8、種熒光單體的投料比，能使PRNPH的水溶液在370 nm光源的激發(fā)下得到近白色的熒光。由于PRNPH中各種熒光基團(tuán)被猝滅的程度不同，PRNPH與碘化鉀的溶液遇Fe3+后，其熒光顏色能從近白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色。在水溶液中，Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+、Li+、Ca2+和Pb2+等金屬離子對(duì)PRNPH的熒光基本無影響，對(duì)Fe3+的檢測無干擾。PRNPH有望成為一種可在水溶液中檢測Fe3+的新型高分子化學(xué)傳感器。
　　 通過以上研