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为筛选具有更佳性能的纳米粒载体材料,本课题对天然可生物降解高分子材料——壳聚糖进行结构修饰,以修饰产物壳聚糖季铵盐(CSTM)、壳聚糖季铵盐-g-聚乙二醇-叶酸(CSTM-g-PEG-FA/pDNA)为材料制备了载基因纳米粒和CSTM/TPP-SPIO MR分子探针并对其特性进行了系列研究。本课题第一部分完成了壳聚糖季铵盐和壳聚糖季铵盐-g-聚乙二醇-叶酸纳米材料的制备。首先将壳聚糖与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反应,将壳聚糖修饰成可溶性壳聚糖季铵盐,然后在此基础上进一步用叶酸和PEG来修饰壳聚糖季铵盐得到CSTM-g-PEG-FA。用IR和1H-NMR对聚合物进行结构鉴定,TM和PEG-FA的特征峰明显。本课题第二部分进行了壳聚糖季铵盐-g-聚乙二醇-叶酸载基因纳米粒的制备及形态学表征。首先采用自组装法制备了CSTM/pDNA纳米复合物和CSTM-g-PEG- FA/pDNA纳米复合物,然后通过不同介质溶液、有无血清、不同N/P等因素对两纳米复合物的粒径和zeta电位分别进行考察,实验结果证明在水溶液中能够得到粒径在200nm以内、粒径分布均匀、形态圆整、zeta电位高的纳米复合物。凝胶阻滞实验中发现,当聚合物/pNDA的N/P大于等于5时,两种纳米复合物都能完全包裹pNDA,而且两种壳聚糖衍生物都能很好保护pNDA不受酶降解。本课题第三部分从细胞毒性和转染效率两个方面进行了两种纳米复合物的体外细胞实验。选择叶酸受体高表达的293T细胞株,通过MTT比色法测定两种壳聚糖衍生物以及两种纳米制剂的细胞毒性,结果显示无论是两种壳聚糖衍生物还是两种纳米制剂的细胞存活率均在70%以上,说明合成的CSTM和CSTM-g-PEG-FA材料具有良好的安全性。在细胞转染实验中,CSTM/pDNA纳米粒和CSTM-g-PEG-FA/pDNA纳米粒都有较高的转染效率,且CSTM-g-PEG-FA/pDNA纳米粒的转染效率要高于CSTM/pDNA纳米粒,证明CSTM-g-PEG-FA/pDNA纳米粒具有一定的细胞靶向性。本课题第四部分制备了CSTM/TPP-SPIO分子探针。采用凝聚法制备CSTM/TPP空白纳米粒,然后与SPIO结合生成CSTM/TPP-SPIO分子探针。CSTM/TPP-SPIO分子探针的粒径在200~280nm之间,zeta电位在10.0~16.0mv之间。SPIO的包封率在80%以上。本课题第五部分进行了CSTM/TPP-SPIO分子探针的体外毒性实验和动物体内淋巴结病变定性诊断实验。在体外细胞实验中,应用CSTM/TPP-SPIO分子探针后HepG2肝癌细胞存活率都在80%以上,表明CSTM/TPP-SPIO分子探针是一种安全低毒的纳米制剂。淋巴结病变定性诊断实验的结果显示,家兔给予CSTM/TPP-SPIO分子探针24hr后MR影像下T1WI信号较处理前明显增强,说明CSTM/TPP-SPIO分子探针能够在病变淋巴结中分布,对于于病变淋巴结的临床诊断和肿瘤转移的诊断与治疗具有重要意义。