基于糖功能化柱[5]芳烃超分子纳米体系的构筑及其在药物示踪和靶向递送中的应用

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:supxch
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在癌症治疗中,化疗的方法面临着抗癌效率低下和副作用大的问题,而纳米载药体系的构建和应用为解决该问题提供了新的途径。利用肿瘤微环境的差异,构建具有靶向和刺激性响应的多功能纳米载药体系成为生物医药领域的研究热点。在超分子化学中,借助大环分子的主客体化学作用构建纳米载药体系越来越受到关注,利用柱芳烃优良的性质构建超分子纳米载药体系成为一种强有力的手段。基于此,本论文将二氰亚甲基-4H-吡喃结构的近红外探针(DCM-NH2)引入到超分子纳米载药体系的构建中,与甘露糖功能化的柱芳烃(Man P5)通过主客体化学作用形成两亲分子,通过亲疏水相互作用在水中自组装形成囊泡,负载药物吉西他滨后,形成了一种兼具靶向运输、控制释放和荧光示踪的多功能超分子纳米载药体系。本论文主要研究内容包括:(1)纳米载药体系的制备与表征:甘露糖修饰的柱[5]芳烃与DCM-NH2修饰的目标客体分子通过主客体络合作用,形成了纳米结构。核磁数据和不同浓度比例下主客体的紫外吸收光谱图及Job曲线验证了载体具有主客体作用。扫描电镜和透射电镜照片显示该纳米载体为囊泡结构,粒径大小在100-200 nm;粒度分布图显示囊泡的粒径分布较广,且平均粒径为220 nm,但大部分集中在200 nm以下,此时的Zeta电势为33.5 m V,结果表明该纳米囊泡具有较好的尺寸和良好的稳定性。负载吉西他滨(GEM)后,扫描电镜照片上纳米囊泡的结构变得不规则,其粒径也相应增大。利用激光粒度分布仪测得该纳米材料的平均粒径为299 nm,Zeta电势为-13 m V,说明囊泡成功地负载了药物。(2)GSH刺激响应性研究:进行体外模拟释放实验,测得该纳米载药体系的药物负载率为60%,随着体系中GSH浓度的提高,药物释放率不断增大。在2 m M的GSH浓度下,24 h后其药物释放率达到了78%,在5 m M的GSH下,药物释放率达到了90%以上。此外,单独向客体分子中加入2 m M的GSH后,其紫外吸收和荧光发射从450 nm和560 nm分别恢复到了490 nm和650 nm,该波长与近红外探针的一致,进一步说明了该纳米囊泡的GSH刺激响应性。(3)靶向性研究:分别将用甘露糖预处理和没进行处理的MCF-7细胞与囊泡进行共培养后,用激光共聚焦观察细胞内近红外荧光强度,没有经过预处理的MCF-7细胞的荧光更强,验证了该纳米囊泡的靶向性,也证明了囊泡具有GSH刺激响应性。同时,用流式细胞仪检测得到的结果与其一致。(4)细胞的摄取与细胞毒性研究:将负载模拟药物荧光素钠的囊泡与MCF-7细胞进行共培养,随着培养时间的增长,近红外荧光和荧光素钠的绿色荧光有效重叠,说明细胞对囊泡进行有效摄取,而且该纳米材料可以实现对药物的实时监测。此外,通过MTT实验研究进行细胞毒性实验,材料对正常细胞基本无毒性。将囊泡分别于293T和MCF-7细胞共培养后,该纳米载药体系相比于纯药而言对正常细胞的毒副作用更弱,对癌细胞的杀伤力更强。综上所述,本研究表明了可以基于柱芳烃的主客体作用与近红外探针的可激活荧光定位性质,成功构筑了一种具有糖靶向、GSH刺激响应性和实时监测的新型多功能超分子纳米载药体系,进行了利用近红外探针设计具有荧光示踪功能的超分子载药体系的探索。本论文对构筑多功能的超分子纳米载药体系提供了一种新的思路。希望本研究工作能为柱芳烃在纳米载药体系的应用提供新思路。
其他文献
我国西北地区的葡萄种植由于受到大陆性季风气候的影响,常面临冬季严寒和春季霜冻的危害。低温胁迫会破坏细胞膜系统,引起植物细胞代谢途径的紊乱,这不仅影响到葡萄的产量和质量,甚至对葡萄的生存和生长也构成威胁。脱落酸(ABA)不仅是植物中重要的激素,可提高植物对多种非生物及生物胁迫的抵抗力,也是植物在低温胁迫下重要的信号分子,参与低温信号的传递。油菜素内酯(BRs)是一种新型的植物激素,课题组前期研究发现
学位
纤维素(cellulose)是植物细胞壁的重要组成,是地球上最丰富的生物质资源。纤维素由定位于质膜的纤维素合酶复合体(Cellulose Synthase Complex,CSC)合成。早期研究利用冰冻蚀刻技术和免疫胶体金标记方法观察到,CSC在细胞膜断裂面上形成“玫瑰花环”结构,含六个亚复合体。进一步研究表明,每个亚复合体可能由3~6个纤维素合酶(Cellulose Synthase,Ces A
学位
玉米(Zea mays L.)是重要粮食作物,其产量不仅受到干旱、盐渍等非生物胁迫的影响,还受到多种病原微生物的影响。利用现代分子生物学技术寻找玉米内源抗病基因并通过转基因的方法改变其在玉米内的表达情况,提高玉米抗病能力对于玉米育种具有重要意义。NPR1(non-expresser of pathogenesis related genes 1)蛋白参与植物水杨酸信号转导通路,在植物抗病过程中发挥
学位
开发出高效、低毒、环保的新型农药是现代农药发展的方向之一。穿心莲内酯由于其本身特殊的化学结构以及药理活性,近年来得到了人们广泛的关注。为了进一步拓展穿心莲内酯类化合物在农业上的应用,本论文设计合成了20个穿心莲内酯类衍生物,并测试了其对植物病原真菌的抑菌活性及对朱砂叶螨的触杀活性。主要结果如下:(1)设计合成了10个11,12-脱氢-14-脱氧穿心莲内酯类化合物(4a-j)及10个8,17-环氧-
学位
乙烯作为一种气体性的植物激素,广泛地参与调节植物生长发育以及对多种生物或非生物胁迫的应答。拟南芥中一共有72个WRKY基因,很多已经被研究报道,通过发挥转录激活或抑制作用,从而参与多种不同的生物学过程。但是,尚有多个AtWRKY基因的功能未见报道。在前期研究中,所在实验室鉴定了一个可能调控乙烯三重反应的AtWRKY转录因子基因,并构建了该基因的基于Ca MV35S启动子的组成型和雌二醇诱导性过表达
学位
小麦(Triticum aestivum L.)是主要粮食作物之一,为人类提供了丰富的营养物质。但大部分小麦都种植在干旱和半干旱地区,随着全球气温的升高及土地盐碱化问题的加重,小麦的产量和质量都受到了严重的影响。作为糖酵解和糖异生的关键酶之一,甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)与维持细胞能量供应及氧化还原平衡密切相
学位
花弄蝶亚科Pyrginae隶属于鳞翅目Lepidoptera弄蝶科Hesperiidae,该亚科的单系性及其族、属间的关系均存在争议。本研究共测序获得花弄蝶亚科4族11属11种弄蝶的线粒体基因组,以及30种弄蝶的核基因EF-1α和Wingless片段。同时本研究还从线粒体基因组的核苷酸组成、基因重排、核苷酸多样性等方面对48种弄蝶的线粒体基因组进行比较基因组分析。基于线粒体基因组以及核基因组成的1
学位
吲哚类和缩氨基硫脲类化合物因具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤等多种活性备受关注。我们课题组前期研究发现吲哚类和缩氨基硫脲类化合物具有一定的抗植物病原菌活性,因此,本文设计合成了一系列N-苄基吲哚缩氨基硫脲类化合物,并测试了目标化合物的抑菌活性,筛选出高抑菌活性的化合物,主要结果如下:1.以吲哚(I1)、5-氰基吲哚(I2)、6-甲基吲哚(I3)和7-甲基吲哚(I4)为母体,首先合成中间体Ⅱ1-4和Ⅲ1-2
学位
盐胁迫是植物面临的三大非生物胁迫之一,渗透胁迫是一类由盐胁迫引起的次生胁迫,这对植物生长发育过程有极大的影响。脱水素(Dehydrins,DHNs),属于LEAⅡ家族,在植物响应这两种逆境的过程中有重要作用。实验室之前的研究表明,辣椒脱水素家族成员CaDHN5在盐和渗透胁迫下被大量诱导。本研究以辣椒品种P70与哥伦比亚型拟南芥为材料,采用基因沉默与过表达的方法,获得辣椒基因沉默植株与拟南芥过表达植
学位
NAC转录因子属于植物特异的转录因子大家族成员,在植物的生长发育、响应生物与非生物逆境胁迫、激素信号转导等过程具有重要的作用。目前,拟南芥与其它作物中一些NAC转录因子的功能已经被广泛报道了,但对其作用机制和调控网络尚待完善;同时,NAC家族中很多未被报道的其它成员的功能依旧需要去探索和发现。类钙调磷酸酶B蛋白(Calcineurin B-Like,CBL)是植物中特有的钙传感器家族,通过感知钙离
学位