基于电荷调节的可形变接枝共聚物胶束的构建文献综述

 2022-12-24 03:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 课题背景

根据2019年国家癌症中心的最新统计数据,平均每天超过1万人确诊癌症,每分钟有7.5个人被确诊癌症,并且数据保持着每年4%的增长。现在用于临床的抗肿瘤药物有顺铂,甲氨蝶呤等, 但传统的化疗药物制剂总的来说缺乏对肿瘤细胞的选择性,导致药物进入血液后快速地向身体各组织分布并发挥作用,最后不但真正达到病灶处的药物浓度低,而且对身体其他正常细胞也产生了毒性。肿瘤微环境具有低O2、低pH、间质高压、血管高渗透等特点,这些特点为研究肿瘤靶向给药创造了条件,所以现阶段构建肿瘤微环境响应的靶向给药系统具有一定的研究意义。

接枝共聚物胶束是由亲水嵌段和疏水嵌段通过聚合反应连接得到的高分子聚合物胶束。由于合成的聚合物具有两亲性,在水溶液中能够自组装形成胶束结构,对难溶性的药物起到增溶作用。相对于表面活性剂胶束来说,聚合物胶束的临界胶束浓度低,有较高的热力学稳定性,且载体选择多样,有一定的长效性,也利于机体代谢,是用于靶向给药的良好载体。gamma;-聚谷氨酸(gamma;-PGA)是一种水溶性,可生物降解并且生物相容性好的高分子聚合物。由于聚谷氨酸长链带负电荷,以gamma;-PGA作为胶束外壳可以使胶束表面带负电,能够保护胶束内部的药物,防止其与血浆蛋白结合被清除,从而延长药物在体内的作用时长,也能降低对人体正常细胞的毒性。

聚组氨酸(PHis)是一种非典型的细胞穿膜肽(CPP),同样具有穿膜作用,可以不依赖经典通路就协助大分子药物进入细胞。在一定链长下,PHis的溶解性随pH变化,在pHge;7.4条件下,PHis具有疏水性,在pH6.5以下时,具有亲水特性。可利用PHis的溶解性变化,构建pH敏感的纳米药物递送系统。此外在肿瘤的弱酸性条件下,PHis的咪唑基发生质子化,使得胶束内核亲水性增加,导致胶束结构破坏,伸展为链状高分子复合物。PHis暴露后可以与肿瘤细胞膜结合,高效穿透肿瘤细胞膜,带领聚合物胶束进入细胞,并在溶酶体更为酸性的条件下进一步质子化,制剂发生溶酶体逃逸,进一步发挥作用。

本课题以PHis为疏水内核,PGA为亲水外壳构建接枝共聚物胶束,在pH7.4的生理条件下,以胶束形式在血液中循环,在肿瘤弱酸性微环境下,胶束结构破环,伸展为链状结构,PHis发挥穿膜作用,带领聚合物进入细胞,是一个非常有潜力的pH响应的药物递送系统。并对构建的共聚物胶束进行体外表征,考察其pH敏感性、粒径电位、细胞摄取和溶酶体逃逸情况等。

  1. 要解决的问题

制备可形变接枝共聚物胶束

  1. gamma;-聚谷氨酸-乙二胺(gamma;-PGA-EDA)的合成
  2. 空白聚合物胶束(gamma;-PGA-EDA-PHis)的合成

考察gamma;-PGA-EDA活性氨基含量,并考察制备的共聚物胶束的pH敏感性细胞毒性、细胞摄取能力和溶酶体逃逸等。

  1. 可行性分析

技术可行性:

胶束具有自主装性能,相对于其他载体而言更容易制备,且可以形成丰富的形状和结构。两亲性共聚物胶束目前研究基础成熟,相对于表面活性剂胶束,聚合物胶束稳定性更好,可以一定程度上克服CMC高的缺点,确保靶向递送,是高分子研究中的重要方向之一。接枝共聚物由于其特殊的拓扑结构,其自组装行为与一般共聚物规律不同,且鲜有报道,具有潜在的开发价值。

  1. 研究方法和内容
  2. gamma;-聚谷氨酸-乙二胺(gamma;-PGA-EDA)合成
  3. 称取一定量gamma;-聚谷氨酸加超纯水搅拌溶解,再依次加入EDC.HCl、NHS,冰浴活化30min。
  4. 称取定量乙二胺,加超纯水溶解混匀,将活化好的gamma;-PGA溶液缓慢冰浴滴入EDA溶液中,室温搅拌反应。分别反应2、6、12、24h,通过测定活性氨基含量,确定最终反应时间。
  5. 取反应液用3.5KDa透析袋透析约24h,冷冻干燥,得白色固体,即PGA-EDA。
  6. 空白聚合物胶束(gamma;-PGA-EDA-PHis)的合成
  7. 称取定量PHis、EDC.HCl和NHS溶于二甲基亚砜(DMSO)中,室温下活化30min。
  8. 称取定量gamma;-PGA-EDA,加超纯水溶解,用DMSO缓慢稀释后,加入到活化好的PHis溶液中,搅拌反应24h。
  9. 取反应液用丙酮沉淀,冷冻离心,沉淀用丙酮洗涤3次,冷冻离心弃上清,沉淀真空干燥。得白色固体。
  10. gamma;-PGA-EDA活性氨基含量考察—TNBS法(方法学建立,样品含量测定,筛选反应时间和投料比)

在待测氨基酸样品溶液中加入NaHC03 、TNBS、Na2S03于40℃ 反应2h,测定在420nm处的吸光值。空白以蒸馏水代替待测液。标准曲线制作:标准氨基酸溶液0.1-0.8mL,补充水至1mL,与上述样品同样操作步骤。

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