论文部分内容阅读
荧光染料的非共价包封和共价修饰是构建具有自示踪及监控药物释放特性能力的药物递送系统（Drug Delivery System,DDS）最常采用的策略,然而其仍存在引起纳米结构的形态改变、染料泄漏等问题。为避免上述缺点,本研究构建了一种基于聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission,AIE）活性聚合物的自示踪DDS,为癌症治疗提供了一种全新的基于荧光共振能量转移（Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET）的体内可监控药物递送系统。本研究通过Suzuki聚合偶联反应生成同时含有芴单元（Fluorene,FLU）、四苯乙烯（Tetraphenylethylene,TPE）单元以及聚乙二醇（Polyethylene Glycol,PEG）单元的两亲性的三组分AIE活性聚合物FLU-TPE-PEG（FTP）。FTP中TPE单元充当AIE活性基团,当聚合物分散到水中时,将自组装聚集从而产生AIE效应。在具有不同含水量（Water Fraction,fw）的THF-H2O混合溶剂中,当fw从0%增加到99%,其绿色荧光发射逐渐增强到原来的近18倍,表明其具有明显的AIE行为。同时聚合物中存在从芴单元到TPE单元之间的分子内FRET过程,可使聚合物的发射波长增大,并明显增强TPE单元的绿色荧光发射强度。以碱基阿霉素（Doxorubicin,DOX）为模型药物,通过纳米沉淀法制备载药聚合物FTP纳米粒DOX@FTP NPs,结果显示FTP的荧光发射光谱可在400-630 nm的范围内与DOX的紫外-可见吸收光谱重叠,载入的DOX可急剧淬灭FTP的绿色荧光发射,载入DOX的纳米粒的荧光寿命较空白纳米粒长（加料比为30%e.q.DOX的NPs和未载药NPs的荧光寿命分别为2.35 ns和1.43 ns）。以上结果共同说明在纳米粒中存在着从FTP到DOX的FRET过程。同时根据FTP的荧光发射信号淬灭情况、粒径以及载药量等数据确定最佳加料比为30%e.q.。微粒粒度与表面电位分析仪测得该加料比下的载药纳米粒粒径为54.02±1.51nm,表面电位为-1.13±0.06mV,透射电镜观察其呈类球形,粒径大小分布均一;荧光分光光度计法测定其载药量为21.77±1.02%,包封率为92.74±1.12%;其在PBS（pH 7.4）中呈现良好的稳定性,且几乎不存在溶血性,说明该药物递送系统能够长期保持其尺寸不受环境的影响且具有高生物相容性;同时,DOX@FTP NPs在pH 7.4和pH 5.5的介质中,24 h时内的累积释放速率分别约为25%和78%,具备一定的酸敏感释放特性。以人乳腺癌细胞MCF-7为模型细胞,研究DOX@FTP NPs体外抗肿瘤活性以及基于FRET的可追踪药物释放。MTT结果显示空白的聚合物载体几乎无细胞毒性,DOX@FTP NPs表现出明显的细胞毒性。通过激光共聚焦显微镜观察细胞摄取情况,结果证明MCF-7细胞摄取DOX@FTP NPs具有时间依赖性,共孵育8 h后载体大部分进入溶酶体。细胞内荧光图像中平均红色荧光强度(FRed)与平均蓝色荧光强度(FBlue)的比值随时间推移逐渐减小,表明DOX和载体聚合物之间的FRET效应减弱,表征了DOX随时间的释放过程。建立MCF-7异位瘤BALB/c裸鼠模型,体内成像结果显示,DOX@FTP NPs显示出较强的肿瘤靶向性。为证明在肿瘤微环境中仍可基于FRET监控药物释放过程,瘤内注射载药FTP NPs并制作肿瘤切片,荧光图像结果显示将DOX的平均荧光信号用FTP荧光信号的平均值进行修正后,其强度随时间的推移而显著下降。模型动物抗肿瘤药效学研究结果显示,DOX@FTP NPs在体内表现出与游离DOX·HCl相当的抗肿瘤活性。DOX@FTP NPs组的小鼠体重在给药期间无明显变化,且重要器官的组织切片未显示明显病理学变化,表明DOX@FTP NPs具有较高安全性。研究结果揭示,DOX@FTP NPs的AIE特性可加强纳米粒的自指示定位能力,基于FRET效应可监控DOX的释药过程,具有较强的抗肿瘤能力与较低的毒副作用。该研究提供了一种全新的基于FRET的体内可监控药物递送系统。