糖聚合物的研究方兴未艾,涉及到聚合方法学、自组装及生物应用等各个层面。但仍有许多重要方面至今没有得到足够的重视：例如很多糖聚合物没有明确的构型,因此不能建立结构与功能间的联系；糖聚合物的自组装研究相对较少,且组装方法单一,糖聚合物扮演的角色与PEG、PAA无异,只起到亲水稳定的作用,并没有充分利用糖化学的优势；含糖组装体的生物应用大都局限在载药方面,而对于真正发挥重要功能的免疫学领域研究不足等等。因此,鉴于本课题组长期致力于大分子自组装领域,尤其是发展了非嵌段共聚物胶束化的新路线,我们希望以此为基础,将糖化学和大分子自组装结合起来,发展新的组装方法并探索相应组装体的生物学功能。本论文的工作主要从以下几个方面展开：1：脱保护反应诱导的含糖嵌段共聚物的胶束化及胶束反转在已有的关于含糖嵌段共聚物的自组装体系中,糖仅仅起着亲水性的作用,与组装驱动力无关。然而在糖化学中,糖的保护与脱保护是最为常见甚至是不可避免的,随之带来含糖嵌段亲疏水性的巨大转变。基于以上原因,我们提出利用含糖嵌段的脱保护作为驱动力诱导含糖嵌段共聚物自组装的新路线。具体的,利用两步可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)得到一系列结构规整的含糖嵌段共聚物PS75-b-PManAcn (n=7,9,19,25),在四氢呋喃(THF)溶液中,痕量催化剂四丁基氢氧化铵(TBAOH)的引入,可以迅速将含糖嵌段的乙酰基脱除,大量羟基的暴露降低了含糖嵌段在THF中的溶解性,进而得到以糖聚合物为“骨架”的组装体：且随着含糖嵌段比例的不断升高,我们得到了从胶束到囊泡的形貌转变。利用该组装体独特的结构：糖的局部高浓度以及限域效应,在不引入其他还原剂的条件下原位得到了尺寸较小(1-3 nm)且均一的金纳米粒子,且发现金纳米粒子的尺寸与糖链的长度具有依赖性。通过溶剂的切换,得到了以糖聚合物为保护层的组装体：且随着含糖嵌段比例的升高,得到了从囊泡到胶束的形貌转变。2：非共价键合囊泡模拟糖萼与植物凝集素的特异性识别糖与苯硼酸在碱性条件下可以形成动态共价键,我们期望以此为驱动力来构筑非共价键合胶束(NCCM)或囊泡(NCCV),拓宽我们课题组关于非嵌段聚合物胶束化的研究领域。另一方面,明确糖缀合物的结构与功能之间的关系是我们研究糖聚合物的一大驱动力。基于以上原因,一方面,我们合成了构型明确的两种糖单体β-MGal与β-MGlc,通过RAFT聚合得到结构规整的糖聚合物PGal与PGlc。另一方面得到了端基带有苯硼酸的温敏聚合物BA-PNIPAM.利用二者之间的动态共价键作为驱动力构筑了非共价键合囊泡V-Gal与V-Glc。该组装方法对糖聚合物具有一定的普适性,不仅适用于人工合成的糖聚合物,也适用于天然提取的糖缀合物。另外,由于囊泡的外壁富集大量的糖,且具有柔性,可以用以模拟糖萼(细胞表面一层糖蛋白或蛋白聚糖)。我们选取了三种植物凝集素伴刀豆球蛋白、鸡冠刺桐凝集素、花生凝集素,通过动态光散射实时跟踪了含糖囊泡与凝集素在溶液中的特异性识别作用,明确了聚糖结构与功能间的关系。该方法不需要对蛋白或聚合物进行荧光标记,且可以实时跟踪体系内的微观变化；另外溶液内的检测不同于界面检测,其更类似于细胞本身的微环境。3：小鼠腹腔巨噬细胞对含糖纳米粒子的内吞研究免疫细胞中的糖靶点众多,已经报道的包括甘露糖受体以及清道夫受体中的半乳糖型凝集素等。但是由于免疫细胞表面的受体表达对体内微环境较为敏感,而且目前对于糖基受体的研究还不充分,因此,我们制备了四种兼具柔性以及稳定性的含糖纳米粒子M-Man、M-Fuc、M-Gal、M-Lac,以及表面修饰PEG的对照纳米粒子M-PEG,对于小鼠的腹腔巨噬细胞中的糖基受体进行筛选。一方面,含糖纳米粒子的表面糖基丰富,避免了之前很多工作中由于糖的局部浓度低导致的难检测的问题。另一方面,多种含糖纳米粒子对于免疫细胞的共同筛选,避免了其他因素导致的非特异性识别造成的假象。具体的,我们将五种纳米粒子与小鼠的腹腔巨噬细胞在4℃以及37℃条件下共培养,发现M-Man、M-Fuc、 M-Gal、M-Lac均可以与腹腔巨噬细胞特异性识别,并且相应的受体可以介导内吞。更进一步的,我们进行了活体实验,结果与体外实验类似。表明小鼠的腹腔巨噬细胞表面具有甘露糖受体以及半乳糖型凝集素,并且初步确认含糖纳米粒子的内吞是由小窝蛋白与网格蛋白共同介导的,但是,我们还需要将相应受体标志物与含糖纳米粒子共定位,进一步确认纳米粒子的内吞途径。4：含糖纳米粒子对小鼠腹腔巨噬细胞的免疫学初探初步探讨了以上四种含糖纳米粒子对小鼠腹腔巨噬细胞表面受体表达以及细胞因子及趋化因子的影响。我们选择CD206与F4/80作为M2型细胞的标记物,在含糖纳米粒子的刺激下,CD206的表达明显降低,细胞由M2向M1型转移。同时,选取了14种细胞因子及趋化因子,通过Real-time PCR的检测,发现含糖纳米粒子可以提高巨噬细胞促炎性因子的分泌,且不同的糖具有较大的差异性。