響應(yīng)性聚合物-無機(jī)納米粒子雜化組裝體的制備及應(yīng)用.pdf

1、無機(jī)納米粒子由于其具有特殊的性質(zhì)，如優(yōu)良的發(fā)光性質(zhì)，較高的光熱轉(zhuǎn)換效率以及磁性等，而備受關(guān)注。將這些無機(jī)納米粒子引入聚合物組裝體中構(gòu)建的雜化組裝體，因其兼具無機(jī)納米粒子和聚合物的性質(zhì)，可被廣泛的用于生物成像、催化、疾病的診斷和治療等領(lǐng)域，近年來引起了研究人員的關(guān)注。響應(yīng)性聚合物能夠?qū)ν饨绱碳ぎa(chǎn)生可逆或者不可逆物理化學(xué)性質(zhì)的變化，將無機(jī)納米粒子引入到響應(yīng)性聚合物中構(gòu)建無機(jī)納米粒子雜化響應(yīng)性聚合物組裝體的研究較少。本研究論文將超順磁性的四氧

2、化三鐵納米粒子、金納米粒子和上轉(zhuǎn)換納米粒子引入響應(yīng)性聚合物組裝體中，構(gòu)建多功能的無機(jī)納米粒子雜化組裝體，研究了其在腫瘤診療方面的應(yīng)用。具體來說，包括如下幾個方面。
　　1.將疏水的四氧化三鐵納米粒子通過超聲乳化的方法負(fù)載到PEO-b-PNBOC的兩嵌段聚合物所形成的膠束疏水內(nèi)核中，其中PEO為親水聚環(huán)氧乙烷嵌段，NBOC為2-硝基苯甲氧酰氨乙基甲基丙烯酸酯，其具有紫外光響應(yīng)性。所得到的雜化聚合物納米粒子在紫外光輻照下，鄰硝基芐保護(hù)

3、基脫除釋放出反應(yīng)性伯胺基團(tuán)，它會進(jìn)攻聚合物側(cè)基上的酯鍵生成酰胺鍵導(dǎo)致雜化聚合物納米粒子內(nèi)核的交聯(lián)。由于疏水的鄰硝基芐基團(tuán)的脫除，親水酰胺鍵的生成，以及內(nèi)核中存在的部分質(zhì)子化的伯胺會使雜化納米粒子內(nèi)核的親水性增加，極性發(fā)生變化。在該過程中，四氧化三鐵納米粒子的磁造影能力增強(qiáng)。將抗癌藥物阿霉素(DOX)也一同負(fù)載到膠束內(nèi)核中，構(gòu)建診療一體化體系，其在紫外光照觸發(fā)下實現(xiàn)膠束核中藥物快速釋放。該體系可以實現(xiàn)載體穩(wěn)定性、磁共振造影成像效果和藥物釋

4、放速率的同步調(diào)控。
　　2.通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合制備PEO-b-PMALA和PNBOC-b-PMALA兩種兩嵌段聚合物，其中MALA是硫辛酸的羧基和羥乙基甲基丙烯酸酯的羥基縮合反應(yīng)形成的單體。通過PMALA嵌段上硫辛酸基元和金納米粒子表面多齒強(qiáng)相互作用，將PEO-b-PMALA和PNBOC-b-PMALA功能化到金納米粒子的表面，使得金納米粒子表面同時具有親水的PEO鏈段和疏水的PNBOC鏈段，從而制備了兩親性

5、金納米粒子。對于直徑為3nm的金納米粒子，使用慢加水和納米沉淀的組裝方法，分別得到了直徑為～160 nm和～320 nm的金納米粒子雜化囊泡。對于直徑為13nm的兩親性金納米粒子，使用慢加水和納米沉淀的組裝方法，分別得到了直徑～190 nm的金納米粒子雜化囊泡和金納米粒子雜化的納米管。以上得到的金納米粒子雜化囊泡和雜化納米管都可以通過光照發(fā)生結(jié)構(gòu)的交聯(lián)固定。同時伴隨著金納米粒子雜化聚合物層親水性的增加和極性的變化。含有直徑3nm小金納米

6、粒子的雜化囊泡被用作X-射線計算機(jī)斷層掃描(CT)的造影劑。用含有直徑13 nm金納米粒子的雜化囊泡負(fù)載抗癌藥物，實現(xiàn)腫瘤光熱和化療的協(xié)同治療，其負(fù)載的藥物在光照條件下快速釋放，由于體系在光照中的交聯(lián)固定，該體系具有長效的光熱作用和藥物緩釋的協(xié)同效果，可以更加高效的殺死腫瘤細(xì)胞。組裝得到的金納米粒子雜化納米管被用于催化對硝基苯酚還原生成對氨基苯酚的催化劑。
　　3.通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合制備兩親性嵌段聚合物P(D

7、MA-co-Eos)-b-PCPTM，其中DMA是N，N-二甲基丙烯酰胺，Eos是含有四溴熒光素的苯乙烯單體，CPTM是還原響應(yīng)的帶有藥物喜樹堿(CPT)的甲基丙烯酸酯單體，將疏水油酸穩(wěn)定的上轉(zhuǎn)換納米粒子(NaYF4∶Yb/Er)和在親水鏈段標(biāo)記光敏劑聚合物P(DMA-co-Eos)-b-PCPTM同時置于氯仿中分散和溶解，使用超聲乳化的方法構(gòu)建上轉(zhuǎn)換納米粒子雜化的聚合物組裝體。通過各種條件的優(yōu)化，制備了疏水雙層膜含有上轉(zhuǎn)化納米粒子的雜

8、化聚合物囊泡。通過980 nm波長激光輻照激發(fā)上轉(zhuǎn)化納米粒子，此時上轉(zhuǎn)換納米粒子和光敏劑之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，激發(fā)四溴熒光素產(chǎn)生單線態(tài)氧，同時上轉(zhuǎn)換熒光可用于細(xì)胞成像。這種雜化聚合物囊泡進(jìn)入細(xì)胞后，激光輻照產(chǎn)生的單線態(tài)氧促進(jìn)其快速從內(nèi)涵體/溶酶體中逃逸進(jìn)入細(xì)胞胞漿中，胞漿中的還原性環(huán)境觸發(fā)CPT的快速釋放，最終顯示出良好的殺死腫瘤細(xì)胞的能力。
　　4.受制于腫瘤組織部位缺氧微環(huán)境等因素，單一的光動力學(xué)療法(PDT)運用于腫瘤治療時效果

9、有限。本章中通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合和聚合物后改性的方法，將近紅外的光敏劑通過二硫鍵基元接到兩親性嵌段聚合物側(cè)基上，該聚合物形成的組裝體在還原性環(huán)境下可以實現(xiàn)光熱療法到光動力學(xué)療法的轉(zhuǎn)換，我們還在聚合物上共聚了藥物單體CPTM，結(jié)合化學(xué)療法進(jìn)一步增強(qiáng)腫瘤治療效果。通過改變光敏劑和聚合物主鏈的鍵接方式，還構(gòu)建了可以在還原性環(huán)境下實現(xiàn)交聯(lián)方式轉(zhuǎn)換的聚合物囊泡組裝體，它除了可以實現(xiàn)前述治療模式的轉(zhuǎn)換之外，還可以調(diào)控囊泡雙層膜對