收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

聚乙二醇超分子体系的构建及应用

屠春来  
【摘要】:超分子化学是基于分子间非共价键相互作用而形成分子聚集体的一门新兴学科,主要研究两种或两种以上的分子通过分子间作用力相互结合形成具有一定结构和功能的超分子体系,是当前化学、材料科学和生命科学等多学科交叉的研究前沿。超分子主体分子如杯芳烃、环糊精以及高度支化大分子等是超分子化学的重要研究对象,将这些超分子主体分子引入到高分子领域中,能增加聚合物特性,如两亲性、智能响应性、加工性能等,有助于拓宽应用,开发新型的功能材料。本文在综述前人有关各类超分子主体的聚合改性基础上,将聚乙二醇引入到疏水性的杯芳烃分子和超支化聚酯以及亲水性的环糊精和阳离子型超支化聚合物等体系中,基于配位作用、主客作用和静电作用等非共价相互作用构建了不同功能的超分子体系,并应用于纳米科学和生物医学等领域。主要研究内容和结论概括如下: 1.利用聚乙二醇修饰硫代杯[4]芳烃原位可控合成纳米金粒子 我们研究了一种简易可控制备纳米金粒子的新方法。首先在对叔丁基硫代杯[4]芳烃这类超分子主体的下沿酚羟基接枝了单链亲水性聚乙二醇。以两亲性的硫代杯芳烃为主体,利用未接枝聚乙二醇的苯酚单元作为还原剂、桥联的硫原子作为金属配位稳定剂,通过简单调节投入的氯金酸和硫代杯芳烃的比例,可控制备金纳米粒子,生成的纳米金粒子能稳定存在于水溶液中。采用核磁共振技术(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对金纳米粒子合成过程中的氧化还原反应进行了系统表征,结果表明水相条件对该反应是必须的,在还原氯金酸的同时对叔丁基苯酚单元被氧化成了苯醌。采用紫外可见光谱(UV-Vis)、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对金纳米粒子的尺寸和形貌进行了表征,结果表明当硫/金摩尔比在2.6以下时,金纳米粒子的尺寸可控,改变摩尔投料比可以方便地得到不同尺寸的金纳米粒子。 2.聚乙二醇修饰杯[4]芳烃与二氢卟吩e6的组装及其光动力治疗 我们发展了一种基于主客相互作用的光敏剂输送体系。首先,通过对叔丁基杯[4]芳烃上沿去叔丁基化改性和下沿酚羟基聚乙二醇接枝改性,合成了星形聚乙二醇杯[4]芳烃(DC4-PEG)。作为一种水溶性的超分子主体,杯[4]芳烃空腔能够复合疏水性的客体分子,如光敏剂二氢卟吩e6,形成超分子两亲性化合物,并且能够在水相中自组装成胶束。通过核磁滴定法对主客体的复合比例进行了分析,表明两者以1:1的化学计量比进行复合。用TEM和DLS对胶束组装形貌进行了观测,当主客体为1:1时,胶束尺寸较为均一,大小在120 nm左右。用MTT法对光敏剂、主体分子和主客体复合物在HeLa肿瘤细胞中的暗毒性和光毒性进行了评估,发现避光条件下聚乙二醇杯[4]芳烃与二氢卟吩e6的细胞毒性很低,而光照下负载二氢卟吩e6的超分子胶束毒性很大,具有很好的光动力治疗效果。 3.聚乙二醇超支化聚轮烷药物输送体系的构建及应用 我们合成了一种可还原解离的聚乙二醇超支化聚轮烷作为药物输送的超分子体系。以二丙烯酸寡聚乙二醇酯(PEG-DA)、胱胺(Cys)和?-环糊精(?-CD)为原料,在水相中通过主客复合和迈克尔加成聚合得到超支化聚轮烷(HPRs)。采用NMR和FTIR测试表征了超支化聚轮烷结构,发现随着?-环糊精含量的增加,聚合物支化度降低。广角X射线衍射(WAXD)结果表明HPRs在2θ=7.4o处出现了?-环糊精的管道状内含复合物结晶衍射峰。用MTT法对HPRs在NIH/3T3细胞中的相容性评估表明,HPRs都具有非常低的细胞毒性。HPRs上的?-环糊精具有较大空腔,可以有效负载抗肿瘤药物阿霉素(DOX),其载药量在7%~8%,药物负载效率约为70%~80%。体外还原性环境中HPRs药物释放研究表明,在前15小时释放速率较快,96小时释放率在35%~46%。采用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜考察了HPRs载DOX后的细胞内摄行为,发现DOX在15分钟内快速进入细胞核中。最后以HeLa细胞系为研究对象,发现负载DOX的HPRs具有很好的体外抗肿瘤效果,是一类新型的超分子药物输送体系。 4.具有pH响应性的聚乙二醇修饰超支化聚酯药物输送体系利用商业化超支化聚酯BoltornTMH40接枝聚乙二醇,构建了pH敏感型药物输送体系。在氯化铟的催化下,超支化聚酯BoltornTMH40末端两个相连羟基与醛基环化缩合形成缩醛结构,从而实现了一步法简单制备以疏水性H40为核、亲水性聚乙二醇为臂的核壳结构单分子胶束。用核磁跟踪测定了缩醛结构在不同pH值下的降解速度,发现缩醛在pH=7.4条件下缓慢降解,而在酸性pH=5.3条件下35小时已降解一半。用MTT法对胶束在NIH/3T3细胞内的毒性进行了评估,发现1 mg/mL聚合物浓度下细胞存活率为80%,细胞毒性较低。以1,6-二苯基-1,3,5-己三烯(DPH)为探针测定了聚合物的临界胶束浓度,结果表明随着PEG含量的降低,临界胶束浓度增大。用TEM研究了胶束负载DOX后的尺寸和形貌,随着PEG含量的增加,球形胶束尺寸减小。用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜考察了胶束负载DOX后的细胞内摄行为,发现在2小时细胞孵育时间内,负载DOX的胶束比游离DOX更快进入细胞,最后停留在细胞质中逐步释放DOX。MTT法抑制HeLa细胞增殖结果表明,负载DOX的胶束具有很好的抗肿瘤效果 5.阳离子型超支化聚乙二醇的制备及基因转染 我们制备了低含氮量的阳离子型超支化聚乙二醇,进而考察了其基因转染行为。将二丙烯酸寡聚乙二醇酯(PEG-DA)和1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷(EOBEA)进行迈克尔加成聚合,再用二乙胺封端过量的双键,得到不同支化度的阳离子型超支化聚乙二醇(HA-PEGs)。采用NMR、FTIR、示差扫描量热仪(DSC)、尺寸排阻色谱(SEC)等手段对阳离子型超支化聚乙二醇的结构和理化性质进行了分析。用MTT法在COS-7细胞系中评估了HA-PEGs的细胞相容性,发现HA-PEGs具有较低的细胞毒性。作为一种阳离子型聚合物,我们考察了HA-PEGs对电负性质粒DNA的复合和输送行为。采用凝胶电泳(GE)、原子力显微镜(AFM)和圆二色光谱(CD)分析了HA-PEG/DNA静电复合物的压缩行为、组装体形貌和DNA构象变化,发现低电荷密度的HA-PEGs与DNA形成一种比较疏松的复合结构,保留了质粒DNA的二级构象和生物活性。选用COS-7细胞评估了基因转染效率,发现低含氮量的HA-PEGs具有较高的基因转染效率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘芸,潘景浩,张勇;用分子光谱法研究两种水溶性卟啉与磺丁醚-β-环糊精的超分子体系[J];分析科学学报;2005年04期
2 章丽;佘世科;高峰;王伦;;一种新型环糊精衍生物的制备及荧光法测定抗坏血酸[J];分析化学;2005年11期
3 张荷丽;洪丽雅;韩春亮;牛云垠;郝景昊;;三维超分子体系[Cd(C_6H_4O_2N)_2(H_2O)_4]的合成与晶体结构[J];河南科学;2006年03期
4 ;可调谐发光超分子体系研究取得新进展[J];科学通报;2007年17期
5 白丽霞;刘欣;王文珍;;氢键连接的三维镍配合物的合成及性质研究[J];天津化工;2009年03期
6 ;第二报 用聚乙二醇为固定相测定丙烯酰胺中β—羟基丙腈及部分有机杂质[J];齐鲁石油化工;1978年04期
7 林懋祖;;聚乙二醇的照相作用[J];影像材料;1979年01期
8 毛红;张树林;邢素华;;气相色谱法测定正辛醇氧化产物[J];河北科技大学学报;1982年01期
9 陈霏;顾利霞;陈彦模;;聚己内酰胺-聚乙二醇多嵌段共聚物的结构和性能——Ⅰ.嵌段共聚物的大分子结构[J];合成纤维工业;1992年06期
10 俞善信;刘理中;杨建文;;聚乙二醇催化合成α-丁基苯乙腈[J];湖南师范大学自然科学学报;1993年02期
11 石高全;薛奇;王国祥;侯文华;;NaX,ZSM-5分子筛在乙二醇低聚物中的电化学行为[J];科学通报;1993年07期
12 纪庆绪,程时远;聚乙二醇在无皂乳液共聚体系中的应用[J];涂料工业;1998年05期
13 金欣,张淑芬,杨锦宗,郭庆华;聚乙二醇葡糖苷的合成及保湿性研究[J];日用化学工业;2000年04期
14 单国荣,曹志海,黄志明,翁志学;丙烯酰胺在聚乙二醇水溶液中的聚合动力学[J];高分子学报;2003年06期
15 吴洁,胡卓逸,刘景晶;mal-sac-mPEG的制备及对溶菌酶的初步修饰研究[J];药物生物技术;2005年01期
16 马进平,董德生,周玉梅;菜籽油酸乙醇酰胺聚氧乙烯醚的合成及性能研究[J];齐齐哈尔大学学报;2005年02期
17 黄岳山;范杰;岑人经;符崖;;溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛[J];生物医学工程研究;2005年04期
18 王孝杰;孙建平;李效东;刘克良;;氨基化单甲氧基聚乙二醇的合成研究[J];精细化工中间体;2006年01期
19 冯洁;王府梅;;聚乙二醇在相变纺织材料上的应用研究[J];中国个体防护装备;2006年04期
20 张璇;潘仕荣;吕澍;胡海梅;张未;;聚乙二醇-聚乙烯亚胺共聚物的制备及其表征[J];中山大学学报(自然科学版);2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢丝虹;吴丁财;符若文;;聚乙二醇诱导自组装法合成有序中孔酚醛树脂[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
2 陈丙学;刘洁;徐斌;;聚乙二醇4000散治疗慢性传输型便秘的临床疗效观察[A];中医肛肠理论与实践——中华中医药学会肛肠分会成立三十周年纪念大会暨二零一零年中医肛肠学术交流大会论文汇编[C];2010年
3 胡书春;周祚万;楚珑晟;;纳米PEG/Fe_3O_4磁流体的制备及研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
4 孙大辉;崔艳;疏官胜;马荣堂;张梅;;聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)温敏水凝胶的制备及温敏特性研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
5 王继文;郑文革;;表面改性淀粉填充聚乳酸材料力学性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
6 霍丽华;王宏革;金雨玲;;用液相色谱法测定醇醚中聚乙二醇的含量[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
7 黄梅芳;方月娥;;含聚乙二醇链的壳聚糖衍生物的合成与表征[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 许海燕;Alan J.Russell;Eric J.Beckman;William R.Wagner;;聚乙二醇在血浆蛋白吸附层表面的接枝反应和表征[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
9 叶海木;徐军;郭宝华;;聚乙二醇/尿素包合物的结构研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
10 周绣棣;曲涛;慕宏杰;魏俊花;陈大全;孙考祥;;聚乙二醇-聚酰胺-胺的合成、表征及其人角膜上皮细胞毒性研究[A];2011年中国药学大会暨第11届中国药师周论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 屠春来;聚乙二醇超分子体系的构建及应用[D];上海交通大学;2012年
2 喻淼;含锌和钌金属环糊精的合成及其生物活性[D];南开大学;2010年
3 王健;金属—有机四面体和大环的构筑及其性能研究[D];大连理工大学;2013年
4 郑庆康;水溶性高分子在气液界面的物理化学性质研究[D];四川大学;2003年
5 职慧珍;具有温控两相性质的聚乙二醇型双子离子液体及其在有机合成中的应用[D];南京理工大学;2009年
6 牟国营;内皮抑素PEG结构修饰及构效关系的实验研究[D];山东大学;2005年
7 崔亦华;丙烯酸基可生物降解高吸水性树脂的结构设计与性能研究[D];广东工业大学;2008年
8 刘演新;多壁碳纳米管的表面接枝改性及其衍生物[D];北京化工大学;2008年
9 姜嫣嫣;主动靶向肿瘤细胞的转铁蛋白-PEG-rHuTNF-α复合物的研究[D];复旦大学;2005年
10 侯艳华;四株海洋放线菌遗传转化体系的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庄儒彬;表面接枝聚乙二醇的聚合物微球PEG-GMA/MMA的制备及其相转移催化性能的研究[D];中北大学;2009年
2 赵亮;丙烯酰胺与阳离子单体的双水相共聚合[D];浙江大学;2006年
3 薄澜;连接基在大分子前药合成中的应用及药物缓释研究[D];西北大学;2006年
4 周萍;不同形貌的金属和钨酸盐纳米粒子的制备[D];南京师范大学;2006年
5 王彩霞;紫杉醇聚合物胶束给药系统的研究[D];天津大学;2006年
6 潘利丽;PEG对无定形磷酸钙形成和结晶影响的研究[D];浙江大学;2007年
7 谢慧方;PEG/PU柔性多孔相变膜的制备与表征[D];武汉科技学院;2007年
8 王彬;聚乙二醇接枝聚乳酸纳米微球的制备及其体外溶血性能研究[D];重庆大学;2008年
9 钦琛;碳纳米管的修饰和环氧树脂功能改性的研究[D];复旦大学;2009年
10 熊剑;聚乙二醇衍生物的合成及其几种修饰酶性能的研究[D];南京理工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 桑科;陶氏化学多种聚乙二醇产品本月提价[N];中国建材报;2008年
2 小旋;亚洲乙肝病人对聚乙二醇α-2a干扰素应答良好[N];医药经济报;2006年
3 吕珊珊;陶氏聚乙二醇获欧洲适用性认证[N];中国化工报;2007年
4 记者 靖九江;慢乙肝治疗有了新选择[N];中国医药报;2007年
5 记者  汪言安;PEG干扰素或成慢性乙肝首选治疗策略[N];医药经济报;2006年
6 记者 黄每裕;新一代清肠剂安全性和有效性良好[N];中国医药报;2006年
7 关昕;创新技术防止手术后粘连[N];中国医药报;2006年
8 齐芳;我国科学家开创药物研究新途径[N];光明日报;2007年
9 上海申立建材有限公司 吴菊珍 屠洁梅 曹炳根 金川;SPS-8聚羧酸系高性能减水剂在混凝土中的应用[N];中国建材报;2005年
10 南京博物院 张金萍;赴日归来话文保[N];中国文物报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978