CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
壳聚糖衍生物的制备及其在药物载体中的应用研究
李海浪
Subtype博士
Thesis Advisor吴国忠
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline无机化学
Keyword壳聚糖衍生物 药物载体 壳聚糖多壁碳纳米管复合材料 磁性纳米粒子 壳聚糖-β-环糊精偶合物
Abstract壳聚糖衍生于甲壳素,是自然界中产量仅次于纤维素的天然高分子多糖。由于它具有生物相容性、生物可降解性、抗菌性、无细胞毒性以及非凡的蛋白亲和性等优异性能,在生物医药尤其是药物载体方面具有广阔的应用前景。然而,除稀盐酸、稀醋酸等水溶液外,壳聚糖不溶于水和有机溶剂。因此,其应用非常有限。为克服壳聚糖溶解性的不足,本论文采用化学方法,对壳聚糖进行结构改造并对其在药物载体中的应用做进一步研究。 一、羧甲基壳聚糖载药5-氟尿嘧啶靶向肿瘤细胞 本论文采用聚乙二醇分子链将叶酸靶向分子与羧甲基壳聚糖连接,构建一种靶向载药体系羧甲基壳聚糖-聚乙二醇-叶酸。采用核磁共振氢谱、红外光谱对叶酸-聚乙二醇-羧甲基壳聚糖连接物进行表征。采用结晶紫染色法分别对羧甲基壳聚糖、载药5-氟尿嘧啶的羧甲基壳聚糖对肿瘤细胞的毒性进行验证。采用MTT法,分别用羧甲基壳聚糖、叶酸-聚乙二醇-羧甲基壳聚糖载药5-氟尿嘧啶,对细胞表面表达叶酸受体的HeLa细胞系进行靶向给药研究。MTT实验结果显示,载药5-氟尿嘧啶的羧甲基壳聚糖-聚乙二醇-叶酸体系对HeLa细胞系的毒性远大于载药5-氟尿嘧啶的羧甲基壳聚糖对HeLa细胞系的毒性,说明叶酸受体介导的内吞作用可提高细胞对载药5-氟尿嘧啶的羧甲基壳聚糖-聚乙二醇-叶酸靶向载药体系的吸收效率。 二、N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵碳纳米管复合材料的制备与研究 本论文采用N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵以自组装方式对多壁碳纳米管进行非共价修饰,得到的壳聚糖季铵盐碳纳米管复合材料在水中具有良好的分散性和超高的稳定性。采用红外光谱、核磁共振氢谱、X-射线衍射以及差示量热扫描等对N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵进行表征。红外光谱、热重分析、zeta电位以及透射电子显微镜等表征结果一致表明,N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵与多壁碳纳米管发生自组装。透射电子显微镜观察分析结果显示,原多壁碳纳米管直径为9.5nm,而经N, N,N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵非共价修饰的多壁碳纳米管复合材料直径为14.7nm。N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵多壁碳纳米管复合材料zeta电位为+7.37mV。热重分析结果显示,经非共价修饰的多壁碳纳米管复合材料大约含20wt%N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵。N, N, N-三甲基-2-羟基丙基壳聚糖氯化铵碳纳米管复合材料在水中具有超高的稳定性,在12,000rpm的转速下离心20分钟未见聚集沉淀。 三、壳聚糖磁性药物载体的制备与研究 本论文采用原位法制备壳聚糖衍生物磁性药物载体,这种方法制备的磁性药物载体大小均一、分散性良好而且具有超高的稳定性。采用红外光谱、X-射线衍射光谱、透射电子显微镜、zeta电位、动态光散射、热重分析以及振动样品磁强计对样品进行表征。透射电子显微镜观察结果表明,本研究方法制备的磁纳米粒子、羧甲基壳聚糖磁纳米粒子以及壳聚糖季铵盐磁纳米粒子的平均粒径分别为10nm、12nm和11nm。而动态光散射测定的水合粒径则分别为68nm、77nm和162nm, zeta电位与磁纳米粒子包覆层的带电情况密切相关,根据包覆层壳聚糖衍生物带电性的不同,zeta电位分别为+40.3mV、–56.3mV。每毫升羧甲基壳聚糖磁纳米粒子、壳聚糖季铵盐磁纳米粒子或单纯的磁纳米粒子的固含量分别为:6.28mg/mL、7.41mg/mL和9.07mg/mL,原子吸收光谱的分析结果表明,每毫升羧甲基壳聚糖磁纳米粒子、壳聚糖季铵盐磁纳米粒子或单纯的磁纳米粒子的铁含量分别为:4.78mg/mL、5.09mg/mL和4.56mg/mL。振动样品磁强计测试结果显示,磁纳米粒子、羧甲基壳聚糖磁纳米粒子和壳聚糖季铵盐磁纳米粒子的磁滞回线呈顺磁行为,它们的饱和磁化强度分别为59.1、66.2和55.8emu/g。透射电子显微镜观察结果显示,磁纳米粒子、羧甲基壳聚糖以及壳聚糖季铵盐磁纳米粒子的形貌为圆球性或类椭圆球形,它们的粒径分别为10nm、12nm和11nm。红外光谱表征结果证明,磁纳米粒子分别含有羧甲基壳聚糖和壳聚糖季铵盐成分;热重分析结果表明,磁纳米粒子水分含量约为2%、羧甲基壳聚糖磁纳米粒子的羧甲基壳聚糖含量约为6%、壳聚糖季铵盐磁纳米粒子的壳聚糖季铵盐含量约为16%。 X射线衍射图谱表明,这些磁纳米粒子具有尖晶石的晶体结构;振动样品磁强计表征结果显示,这些样品均为顺磁性物质。 四、壳聚糖-β-环糊精偶合物的制备与表征 本论文采用β-环糊精与对硝基苯磺酰氯反应形成β-环糊精苯磺酸酯,然后与壳聚糖反应制备壳聚糖-β-环糊精偶合物。采用红外光谱、核磁共振氢谱、X-射线衍射以及元素分析等手段对纯化处理的偶合物进行表征。在壳聚糖-β-环糊精偶合物红外光谱中,1020cm-1波长处的峰为β-环糊精的-吡喃基振动吸收峰,1050cm-1波长处的峰为壳聚糖β-吡喃基的振动吸收峰。壳聚糖-β-环糊精的核磁共振氢谱可完整再现壳聚糖以及β-环糊精各个质子核磁共振峰,说明β-环糊精已成功连接到壳聚糖结构单元。壳聚糖-β-环糊精偶合物的X-射线衍射谱图显示,位于衍射角2θ=10°的衍射峰消失,而位于衍射角2θ=20°的衍射峰则大大减弱,这意味着β-环糊精连接到壳聚糖结构单元的2位氨基上。氮元素分析结果显示,β-环糊精在偶合物中的取代度为13%。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14778
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
GB/T 7714
李海浪. 壳聚糖衍生物的制备及其在药物载体中的应用研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2014.
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