含羅丹明基團聚合物的熒光性能及其應用研究.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，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)異的熒光性能有機地結(jié)合在一起，從而有效地應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域。
　　 本論文設(shè)計合成和表征了應用于四個不同方面的側(cè)鏈含羅丹明

2、基團的高分子，首先設(shè)計合成含有羅丹明基團的功能性單體，再通過共聚將具有熒光性能的羅丹明側(cè)鏈基團和其它功能性基團同時引入聚合物中，并分別對它們的熒光性能及其作為生物材料在醫(yī)學領(lǐng)域的應用作了初步的探討。這些高分子各具有不同的生物功能，其共同點是含有羅丹明結(jié)構(gòu)的熒光功能團。論文主要圍繞以下幾個方面開展工作：
　　 (1)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團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，并對它們的結(jié)構(gòu)進行了表征。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)過細胞實驗發(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胰腺癌細胞、CNE-2Z鼻咽癌細胞、74

4、02肝癌細胞和KB口腔上皮癌細胞等多種腫瘤細胞內(nèi)吞。對A-549肺癌裸鼠模型的體內(nèi)實驗則證明PRH具有腫瘤組織的靶向性。該聚合物可作為熒光造影劑對上述腫瘤細胞進行標定。
　　 (2)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團的可用于同位素標記的聚合物的合成及性能。首先合成了含酪氨酸基團的單體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。細胞實驗證明，平均粒徑為191 nm的PRTH-2粒子對7402肝癌細胞具有較好的腫瘤細胞靶向性。利用PRTH中酪氨酸中的酚羥基進行放射性同位素125I標記后，對HepA肝癌裸鼠模型的體內(nèi)實驗證明PRTH具有良好的腫瘤組織靶向性。該聚合物(PRTH)因含羅丹明基團而具有熒光示蹤功能，同時經(jīng)放射性同位素標記后的聚合物有望用于同位素造影和腫瘤診斷等醫(yī)學領(lǐng)域。
　　 (3)研究了側(cè)鏈含羅丹明基團的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較高的微球。將一種疏水性小分子PY作為藥物分子模型進行載藥模擬試驗，通過細胞實驗證明，將不能進入細胞的疏水性藥物模型PY載入PRBHM膠束后，能被PRBHM攜帶進入細胞。通過SRB細胞毒性實驗可以進一步證明PRBHM具有良好的細胞相容性。巨

7、噬細胞吞噬實驗則表明，PRBHM在活體內(nèi)不會被MPM巨噬細胞大量吞噬而嚴重影響其傳輸效率。該聚合物可作為藥物載體包裹抗腫瘤藥物進入腫瘤細胞，并在腫瘤細胞中的酸性環(huán)境下作出響應，釋放藥物。
　　 (4)研究了側(cè)鏈含吡唑啉基團、萘酰亞胺基團和羅丹明基團三色熒光團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PRNPH的熒光基本無影響，對Fe3+的檢測無干擾。PRNPH有望成為一種可在水溶液中檢測Fe3+的新型高分子化學傳感器。
　　 通過以上研