pH响应性超支化聚合物的合成及其生物应用

【摘要】近年来,超支化聚合物在生物领域的应用越来越广泛,具有各种响应性的超支化聚合物引起了学者们越来越多的关注。本文利用原子转移小分子基聚合(ATRP)制备了一系列pH响应性的超支化聚合物,并研究了其性质。首先,我们制备了pH响应性超支化聚合物的单分子胶束,并研究了其在药物释放体系中的应用。此外,我们制备了可电荷反转的pH响应性超支化星形聚合物并研究了其自组装行为及在生物医药领域的应用。主要的研究结果如下：1.通过两步ATRP反应成功制备了pH响应性超支化聚合物H(HPMA-co-MACPT-co-PBS2MOE)(POEGMA)n,聚合物上化学键连了抗癌药物喜树碱(CPT)。首先以2-(2’-溴异丙酰氧基)乙基2”-甲基丙烯酰氧基乙基二硫化物(BS2MOE)为自引发单体,与2-甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)和含药物单体,甲基丙烯酰氧基-3-硫代己酰酸-喜树碱酯(MACPT)共聚,得到H(HPMA-co-MACPT-co-PBS2MOE)。然后以此作为大分子引发剂引发甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)聚合,得到H(HPMA-co-MACPT-co-PBS2MOE)(POEGMA)n。在MACPT中,甲基丙烯酸酯基团和CPT通过一个可酸降解的p-硫丙酯键连接,使最终得到的聚合物具有pH响应性。当聚合物在水中分散时,能够形成以H(HPMA-co-MACPT-co-PBS2MOE)为核,POEGMA为壳的单分子胶束。药物释放的研究在弱酸性条件(pH=5.0)和中性条件(pH=7.4)下进行,结果表明,CPT在酸性条件下的释放速率远大于中性条件。细胞内吞和毒性实验显示,我们制备的聚合物能够很好地被内吞到肝癌细胞(HepG2)中,并且在酸性条件下表现出远高于中性条件下的细胞毒性。2.通过两步ATRP反应成功制备了两亲性pH响应性超支化星形共聚物H(PDMAESP-co-PBS2MOE)(POEGMA)n。首先,以2-(2’-溴异丙酰氧基)乙基2”-甲基丙烯酰氧基乙基二硫化物(BS2MOE)为自引发单体,与甲基丙烯酰氧基-3-硫代己酸二甲氨基乙酯(DMAESP)共聚,得到超支化共聚物H(PDMAESP-co-PBS2MOE)。然后以H(PDMAESP-co-PBS2MOE)作为大分子引发剂引发甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)的聚合,得到超支化星形共聚物H(PDMAESP-co-PBS2MOE)(POEGMA)n。在DMAESP中,叔胺基团和甲基丙烯酸酯基团通过酸敏感的p-硫丙酯键连接,由于p-硫丙酯键在酸性条件下能够缓慢水解,形成羧基末端,最终得到的聚合物具有pH响应性。同时,由于BS2MOE中含有二硫键,能够被细胞中的谷胱甘肽还原,该聚合物同时具有氧化还原响应性。H(PDMAESP-co-PBS2MOE)(POEGMA)n在水中能够自组装成以H(PDMAESP-co-PBS2MOE)为核,以POEGMA为壳的纳米级胶束,并能够负载DNA,作为基因转染的载体。
【作者】刘青；
【导师】洪春雁；潘才元；
【作者基本信息】中国科学技术大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】ATRP超支化星形共聚物pH响应性；药物释放；基因转染；

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