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基于配位键的白蛋白纳米颗粒pH响应性药物释放体系

作　者: 李晨光
导　师: 车顺爱
学　校: 上海交通大学
专　业: 化学
关键词: pH响应性白蛋白抗癌药配位键
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,有利于提高生物利用度以及降低毒副作用的响应性药物释放体系吸引了广泛的研究兴趣。在这些响应性释放体系中,pH响应性体系特别引人关注,因为肿瘤部位的微环境是弱酸性的(pH 5.7-6.8),比一般的血液和正常组织的pH值低,而内含体和溶酶体中pH值更是分别低至5.5和5.0。白蛋白的无免疫原性、无毒、生物可降解性、优先被癌组织摄取等性质使其成为一种优良的抗癌药载体。本文,基于配位键的pH响应体系,探讨了以白蛋白为载体的pH响应性纳米颗粒的合成及其抗癌药输送特性。第一章,综述立题背景。包括癌症的治疗现状,纳米载体的靶向性及其响应性研究概况,pH响应的方法以及白蛋白在抗癌药输送体系的研究概况。第二章,通过两步法制备了白蛋白和锌的配合物纳米颗粒(BSA-Zn) ,用于抗癌药的pH响应输送。首先根据去溶剂法得到白蛋白纳米粒,再将Zn引入体系,来负载抗癌药物形成(“BSA-Zn-drug”)纳米颗粒。所得纳米颗粒形状为直径50~60 nm的均匀球体。以米托蒽醌(MX)为模型药物,研究了载药白蛋白纳米颗粒(“BSA-Zn-MX”)的释放行为及癌细胞抑制率。体外释放结果显示,“BSA-Zn-MX”纳米颗粒有良好的pH响应性,在pH 7.4下,24 h内MX累积释放不超过6%,而在pH 4.0下,5 h内MX释放超过80%。此外,细胞研究还表明,“BSA-Zn”纳米颗粒基本无细胞毒性,并且“BSA-Zn-MX”纳米颗粒能明显抑制乳腺癌细胞(MCF-7)的生长。第三章,在不同的盐溶液中,通过一步法制备了BSA-Zn纳米颗粒,探讨了盐溶液种类和离子浓度对所形成纳米颗粒形貌的影响,以及不同体系中得到的纳米颗粒释放行为的差异及其原因。用PBS溶液溶解BSA,在盐浓度合适时,可以得到粒径相对均一的纳米颗粒,且有较好的响应性。在pH 7.4下,24 h内MX累积释放不超过10%,而在pH 4.0的释放超过90%。用NaCl溶液溶解BSA制备的BSA-Zn纳米颗粒,在低盐浓度下,能得到相对均一的纳米颗粒,但是氯离子的存在影响了Zn与MX之间的配位,导致该体系pH响应性不佳,在pH 7.4的累计释放超过20%。第四章,通过X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体质谱(ICP)、紫外可见光谱等研究了白蛋白纳米颗粒的载药和释放机理,由于两步法制备的BSA-Zn纳米颗粒粒径均一、响应性优异,以其为模型展开了研究。结果显示MX通过配位键负载,pH 6.5下,MX的释放是由Zn与BSA之间的配位键的断裂引起;而在pH 5.0和4.0下,Zn与BSA以及Zn与MX之间配位键的共同断裂所引起。第五章,对本文的工作进行了总结,并对后续工作进行了展望。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
专业名词缩写说明  11-12
第一章绪论  12-33
  1.1 癌症治疗的概况  12-13
    1.1.1 癌症的高发病率和死亡率  12
    1.1.2 常用治疗手段及有待解决的问题  12-13
  1.2 靶向给药系统  13-14
  1.3 纳米药物控释体系的靶向性  14-17
    1.3.1 被动靶向性  14-16
    1.3.2 主动靶向性  16-17
  1.4 响应性药物输送系统  17-24
    1.4.1 光响应性药物输送系统  18
    1.4.2 温度响应性药物输送系统  18-19
    1.4.3 磁响应性药物输送系统  19-20
    1.4.4 谷胱甘肽响应性药物输送系统  20
    1.4.5 糖响应性药物输送系统  20-22
    1.4.6 pH 响应性药物输送系统  22-24
  1.5 pH 响应性癌症治疗  24-28
    1.5.1 癌症组织的pH 靶向  24-25
    1.5.2 常用的实现pH 响应的方法  25-28
  1.6 优良载体白蛋白  28-31
    1.6.1 白蛋白简介  28-29
    1.6.2 白蛋白作为载体的优势  29-30
    1.6.3 白蛋白作为抗癌药载体的研究进展  30-31
    1.6.4 白蛋白的金属位点  31
  1.7 论文选题  31-33
    1.7.1 选题背景  31-32
    1.7.2 研究策略  32-33
第二章两步法制备BSA-Zn 纳米颗粒及其pH 响应性研究  33-46
  2.1 仪器与试剂  33-35
    2.1.1 仪器  33-34
    2.1.2 试剂  34
    2.1.3 溶液配制  34-35
  2.2 实验部分  35-39
    2.2.1 测定米托蒽醌标曲  35-36
    2.2.2 两步法制备BSA-Zn 纳米颗粒  36
    2.2.3 制备BSA-Zn-MX 纳米颗粒及载量测试  36-37
    2.2.4 两步法所得BSA-Zn 和BSA-Zn-MX 纳米颗粒的表征  37
    2.2.5 两步法所得粒子的体外释放研究  37-38
    2.2.6 两步法所得粒子的癌细胞抑制率及载体细胞毒性研究  38-39
  2.3 结果与讨论  39-44
    2.3.1 米托蒽醌定量方法的确定  39-41
    2.3.2 材料的表征  41-42
    2.3.3 BSA-Zn-MX 的体外释放研究  42-43
    2.3.4 所得纳米颗粒的细胞毒性及癌症抑制率研究  43-44
  2.4 本章小结  44-46
第三章一步法制备BSA-Zn 纳米颗粒及其pH 响应性研究  46-62
  3.1 引言  46
  3.2 仪器与试剂  46-48
    3.2.1 仪器  46
    3.2.2 试剂  46
    3.2.3 溶液的配制  46-48
  3.3 实验部分  48-50
    3.3.1 一步法制备BSA-Zn 纳米颗粒  48
    3.3.2 载药BSA-Zn 纳米颗粒的制备及载量测定  48-49
    3.3.3 一步法所得粒子的表征  49
    3.3.4 一步法所得粒子的体外释放研究  49
    3.3.5 一步法所得粒子的癌细胞抑制率及载体细胞毒性研究  49-50
  3.4 结果与讨论  50-61
    3.4.1 合成配比的确定  50-52
    3.4.2 在 H_2O 中制备 BSA-Zn 纳米颗粒  52
    3.4.3 在NaCl 中制备的BSA-Zn 纳米颗粒及其体外性质研究  52-54
    3.4.4 PBS 中制备的BSA-Zn 纳米颗粒的表征及体外性质研究  54-61
  3.5 本章小结  61-62
第四章白蛋白纳米颗粒载药及释放机理研究  62-72
  4.1 引言  62
  4.2 仪器与试剂  62
    4.2.1 仪器  62
    4.2.2 试剂  62
  4.3 实验部分  62-63
  4.4 结果与讨论  63-71
    4.4.1 载药机理研究  63-64
    4.4.2 释放机理研究  64-71
  4.5 本章小结  71-72
第五章全文总结  72-74
  5.1 主要结论  72-73
  5.2 研究展望  73-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表的学术论文  81-83

基于配位键的白蛋白纳米颗粒pH响应性药物释放体系

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