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药物缓释系统具有改变药物的体内分布而对患病组织具有靶向性、提高药物利用率和减少副作用等特点,有望成为治疗肿瘤的有效手段,为肿瘤的预警与个性化治疗带来新的机遇。随着科学技术的不断进步,传统的药物缓释系统功能单一,已经不能满足当前医药领域发展的需要。因此,必须对药物缓释材料进行复合,协同各种因素,发展多功能药物缓释系统,才能达到最佳疗效。植物多糖不但生物兼容性好,毒性较低,而且在细胞和生物体内易于被水解和酶解,易被生物体吸收、代谢。一些多糖经过硫酸化改性后,能够提高抗肿瘤活性。如果作为载体材料,可以与药物协同作用,提高治病效率。由于金纳米材料具有许多独特的物理、化学和光学特性,可以进行生物成像和光癌症热疗,近年来已被广泛的应用于生物医学和药物缓释系统。本研究以硫酸化的植物多糖和金纳米材料为基质,合成了几种新型的多功能药物缓释系统,在恶性肿瘤治疗和诊断领域中具有良好应用前景。具体内容研究如下：1.从植物马齿苋中分离出一种水溶性多糖(POP1).采用ClSO3H吡啶法对POP1进行了硫酸酯化改性,并加入催化剂1,3-二环己基碳化二亚胺(DCC)使反应尽快达到平衡,得到四种硫酸酯化的马齿苋多糖(POP1一S1,POP1-S2, POP1-S3和POP1-S4)。通过红外光谱(FTIR)和13C NMR波谱证明了硫酸基团主要取代POP1的C-6和C-2位点上的活性羟基。四种硫酸酯化多糖的取代度(DS)从1.01到1.81,重均分子量(Mw)从41.4到48.5kDa。体外细胞毒性实验表明,与对照组POP1-S5相比,硫酸酯化多糖具有明显的抑制HepG2细胞和Hela细胞增殖的作用,表明通过硫酸化修饰,能提高POP1的抗肿瘤活性。通过流式细胞周期分析,表明硫酸酯化多糖是通过对Hela细胞周期阻滞在S期并诱导细胞凋亡,抑制其生长增殖。2.通过ClSO3H-1吡啶法对从绞股蓝中提取出的多糖GPP2进行了硫酸酯化改性,此过程选用离子液体为反应溶剂,并加入催化剂4-二甲氨基吡啶(DMAP)使反应尽快达到平衡。利用FTIR和13C NMR波谱表征了硫酸酯化绞股蓝多糖(GPP2一S)的结构,表明硫酸基团主要取代GPP2的C-6和C-2位点上的活性羟基。通过控制ClSO3H的加入量,得到的四种GPP2一S(GPP2-S1,GPP2一S2,GPP2-S3和GPP2-S4)的DS从0.79到1.34,Mw从8.64到11.2kDa。与GPP2相比,硫酸酯化的GPP2的Mw并没有发生明显降解,反而GPP2-S1和GPP2-S2的Mw还有一定程度的增加。体外细胞实验表明,GPP2-S具有明显的抑制HepG2细胞和Hela细胞增殖的作用,但对正常细胞HEK293却没有明显的抑制作用,表明它的毒性较低。通过流式细胞周期分析,表明GPP2-S是通过对Hela细胞周期阻滞在S期并诱导细胞凋亡,抑制其增殖。3.构建了一种核壳结构的具有多种功能的药物缓释系统(ZnO-Au-PLA-GPPS-FA)。此系统以Au纳米颗粒包裹ZnO量子点为核,叶酸修饰的两亲性嵌段共聚物为壳。此壳的结构为聚乳酸(PLA)作为内壳,叶酸修饰的硫酸酯化的绞股蓝多糖(GPPS-FA)作为外壳。ZnO-Au-PLA-GPPS-FA复合物的结构和属性通过紫外可见光谱、FTIR、X射线衍射(XRD)、动态光散射(DLS)、荧光光谱和透射电镜(TEM)进行表征。疏水性抗癌药物喜树碱(CPT)为模型药物。体外吸附和释放及毒性实验表明,ZnO-Au-PLA-GPPS-FA复合物不但具有优秀的药物靶向传递和缓释功能,而且本身具有一定的抗肿瘤活性,能够协助抗癌药物杀死肿瘤细胞,可以作为化疗药物的辅助剂。4.构建了一种以Au纳米簇为核心的多功能药物缓释系统(Au NCs-PLA-GPPS-FA复合物)。此系统以Au纳米簇为核,叶酸修饰的两亲性嵌段共聚物为壳。此壳的结构为聚乳酸(PLA)作为内壳,叶酸修饰的硫酸酯化的绞股蓝多糖(GPPS-FA)作为外壳。Au NCs-PLA-GPPS-FA复合物具有强烈的荧光性和较好的水溶性。通过1H NMR波谱、FTIR、DLS、荧光光谱以及TEM对Au NCs-PLA-GPPS-FA复合物进行表征。体外释放实验表明,在pH9.6条件下,载体材料对喜树碱(CPT)的释放量高于在pH5.3和7.4的条件。体外毒性实验表明,空白载体材料本身具有一定的抗肿瘤活性,可以与药物协同作用杀死肿瘤细胞,提高杀伤效率。靶向实验表明,表面修饰叶酸的载药材料对Hela细胞的抑制率明显高于相应的未修饰叶酸的材料,而对A549细胞的抑制率并没有明显变化,说明载药材料是通过叶酸介导的内吞作用靶向给药杀死肿瘤细胞,提高了药物的利用率。激光共聚焦成像结果表明,载体材料可以在细胞水平上进行跟踪治疗。5.构建了一种通过静电作用自组装的多功能的双载药缓释系统(ARPG/APPDCF复合体系)。此复合体系以金纳米棒为核的载体材料(Au NRs-PLA-GPPS复合物)和以金纳米颗粒为核的载体材料(Au NPs-P(LG-DOX)-CS-FA复合物)按1：4(m／m)比例通过静电吸引力形成。通过1H NMR波谱、FTIR以及TEM对ARPG/APPDCF复合体系进行表征。以CPT和阿霉素(DOX)为模型药物,研究了体外ARPG/APPDCF复合体系对两种药物的装载、释放及细胞毒性。结果表明,ARPG/APPDCF复合体系不但具有药物装载量大、药物靶向传递和金纳米棒的光热疗作用等优点,而且能够同时装载两种药物协同杀死肿瘤细胞,减少材料与药物的使用量,提高杀伤肿瘤细胞的效率。但是,由于静电吸引力较弱,Au NRs-PLA-GPPS复合物周围的Au NPs-P(LG-DOX)-CS-FA复合物较少,没有实现最初的设想,还需要进一步寻找更强的作用力进行自主装,获得理想的结构。