【摘 要】
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设计的药物输送系统旨在改善药物的溶解度,延长药物循环时间,并具有组织特异性靶点。尽管纳米颗粒已被广泛应用于各种药物传递系统中,但高效穿透细胞和组织屏障的载体仍面临挑战。为此,在过去的十几年里,研究人员已经开发出了能够在溶液中自推动的纳米颗粒——即自驱动纳米马达,它们是一类能够将周围环境中的化学能或者外部能源转化为机械动力从而自主运动的新型人工微/纳米马达。对于大多数微/纳米马达来说,需要搭建具有不
【基金项目】
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国家自然科技基金委员会； 安徽省杰出青年基金会；
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设计的药物输送系统旨在改善药物的溶解度,延长药物循环时间,并具有组织特异性靶点。尽管纳米颗粒已被广泛应用于各种药物传递系统中,但高效穿透细胞和组织屏障的载体仍面临挑战。为此,在过去的十几年里,研究人员已经开发出了能够在溶液中自推动的纳米颗粒——即自驱动纳米马达,它们是一类能够将周围环境中的化学能或者外部能源转化为机械动力从而自主运动的新型人工微/纳米马达。对于大多数微/纳米马达来说,需要搭建具有不对称性质的纳米复合系统。简而言之,具有催化产生动力性质的材料需要在均一材料表面非对称分布。之前的纳米马达主要是基于无机纳米材料（硬材料）制备而成,但多数材料不具有降解性质,其生物相容性有待进一步确认。而对于软质材料,特别是脂质体,这方面的研究甚少。目前已有的关于脂质体纳米马达的报道都是基于生物酶催化驱动,而很少有基于具有催化活性的纳米颗粒驱动的脂质体纳米马达研究。对脂质体纳米马达进一步的研究将有助于制备更为有效的纳米马达系统。本论文设计一种基于金核铂壳纳米颗粒（Au@Pt）驱动的脂质体纳米马达系统,通过采取不同手段来调控Au@Pt在脂质体上的自组装行为,从而影响脂质体纳米马达的运动。Au@Pt可立即在液相脂质体（DOPC）上聚集,形成不均匀分布。此外,Au@Pt在脂质体上的组装可通过控制脂相和流动性来精确调控。即可使用高于纯DPPC的相变温度（Tc=41°C）,也可将胆固醇作为DPPC的佐剂添加到脂质体上来改变脂质相和流动性。主要的内容包括了以下三个部分:（1）制备Au@Pt纳米颗粒、Au纳米颗粒、Pt纳米颗粒以及一系列脂质体（DOPC、DPPC、掺有不同比例Chol的DPPC）,并利用激光粒度仪对它们的表面电位进行表征,对一系列脂质体的粒径进行表征。利用透射电子显微镜对金属纳米颗粒微观形貌进行表征并经过统计学计算其平均粒径大小,同时对Au@Pt和Lip NMDOPC进行能量色散X射线能谱（EDS）分析。为了研究Au@Pt在液相脂质体DOPC上的吸附,采取了不同摩尔比例的Au@Pt/DOPC和Au/DOPC进行比较分析,确定最适比例为10:1。采用紫外-可见光谱对Lip NMDOPC,Lip NMDPPC（＜Tc）,Lip NMDPPC（＞Tc）,Lip NM1%Chol,Lip NM10%Chol上Au@Pt的移动和聚集行为进行分析。利用冷冻电子显微镜对Lip NMDOPC,Lip NMDPPC（＜Tc）,Lip NMDPPC（＞Tc）,Lip NM1%Chol,Lip NM10%Chol上Au@Pt纳米颗粒的自组装行为进行观察。（2）研究脂质体纳米马达复合系统的过氧化氢酶活力。通过使用纳米颗粒跟踪分析仪（NTA）,记录液相脂质体纳米马达Lip NMDOPC的运动轨迹,并通过分析获得它们的均方位移,移动速度和有效扩散系数。此外,以处于胶相的脂质体DPPC为载体,使用高于其相转变温度或者掺有较高含量的胆固醇来改变Au@Pt在脂质体表面上的自组装行为,同样对Lip NMDPPC（＜Tc）,Lip NMDPPC（＞Tc）,Lip NM1%Chol,Lip NM10%Chol、Lip NM20%Chol、Lip NM30%Chol的运动行为进行记录并分析。结果表明,Lip NMDPPC（＞Tc）比Lip NMDPPC（＜Tc）会有明显的定向运动;随着Chol的含量增加,Lip NMChol的定向运动更快。（3）研究这类脂质体纳米马达的生物应用。对于哺乳动物细胞,通过细胞毒性实验证明了它们无毒性且生物相容性良好。通过Hep G2细胞内吞实验,表明了脂质体纳米马达加快了癌细胞对其摄取;对于烟草植物叶片,利用成像脉冲调幅荧光仪和叶绿素荧光仪分别记录经过注射脂质体纳米马达后的荧光成像图和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线,并分析与植物应激相关的数据,结果证明了脂质体纳米马达对烟草叶片无毒。通过观察注射脂质体纳米马达后烟草叶片中荧光情况,结果表明脂质体纳米马达促进了叶片细胞的摄取。该脂质体纳米运动系统有望在生物医学和植物纳米技术领域得到进一步的研究。
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