具有高通透性的聚合物纳米囊泡的设计与合成开题报告

全文总字数：7559字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义

聚合物囊泡是由双亲性分子自组装形成的超分子聚集体，由密闭双分子层所形成的球形的单腔室或多腔室的缔合结构，类似于脂质体，因此具有脂质体的许多特性，如都包含可以装载亲水分子和大分子的封闭的水性空腔，拥有相似的药物递送潜力；而且，聚合物囊泡由于其双层膜中高分子链的疏水相互作用及链缠结，与脂质体相比有优异的机械强度和稳定性。虽然聚合物囊泡在结构稳定性和功能化上比脂质体囊泡有很多优越性，但是高分子量疏水链的缠结作用导致了聚合物囊泡遭遇严重的膜渗透性的问题，导致聚合物囊泡的双层膜的渗透性非常差，例如，脂质体的透水性为15-150μm/s，而聚合物囊泡的透水性仅为0.7–10 μm/s。聚合物囊泡膜的通透性,是对于许多生物医学应用而言的一个关键的问题,因此提高聚合物囊泡膜的通透性非常重要。目前，研究人员发展了多种途径来提高囊泡的渗透性，如在双层膜上嵌合通道蛋白、设计对外界刺激（ph、光、co₂等）响应性的囊泡以及对囊泡膜的后改性等。

具有分子渗透性的聚合物囊泡具有巨大的应用潜力，有助于理解纳微米酶反应器中的生物催化过程。tomoki等人报告了基于麦芽三糖-正丙基恶唑啉嵌段共聚物自组装而形成的可渗透的聚合物囊泡，所制备的聚合物囊泡可透过分子量为1000的fitc-peg。但是它们在含有大量以高浓度存在的活细胞或血液的生理条件下是脆弱的。因此，有必要通过壳的共价交联来开发更坚固的囊泡。tomoki等人基于此，研究了由两亲性嵌段共聚物囊泡（capsome）和二乙烯基砜（dvs）形成共价交联的capsome。交联的囊泡是通过直接水合法制备的，dvs可与亲核试剂如胺，硫醇和羟基反应，然后顺序挤压，制得的交联的聚合物囊泡即使在50:50 v/v甲醇/水溶液中，仍保持其大小和多分散性。shi等使用了聚[2-（二甲基氨基）甲基丙烯酸乙酯]-b-聚（甲基丙烯酸苄酯）-b-聚（4-乙烯基苄基二茂铁羧酸酯）（pdmaema-b-pbzma-b-pvfc））通过种子raft法获得多孔多室囊泡，该囊泡能够对氧化还原刺激产生响应，使其能够通过二茂铁部分的氧化/还原来调节膜孔的开-关转换。yan等研究表明peg-ppo-peg可以形成对亲水性溶质具有高膜渗透性的聚合物囊泡，由于peg-ppo-peg相对易溶于水，因此所形成的囊泡的稳定性较差。而peg-pbd制备的囊泡则具有刚性双层结构和良好的机械稳定性能，但渗透性却不如peg-ppo-peg囊泡。yan等人通过模板法，将peg-pbd作为模板，掺入适量的peg-ppo-peg嵌段共聚物，简单地提高了囊泡的渗透性，扩展了聚合物囊泡的应用范围。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

本课题的工作内容，拟采用牛血清白蛋白为活性单元，利用生物可降解的嵌段共聚物做牛血清白蛋白的有效载体，构筑聚合物/白蛋白纳米囊泡，开发蛋白质药物的的输送体系。囊泡的制备在水体系和室温下完成，可以避免蛋白质在高温、有机溶剂等苛刻条件下的失活。胶囊中含有的蛋白质，被聚合物囊泡包裹在载体材料内，得到有效保护，可以保持其稳定性。在纳米胶囊中，蛋白质处于水环境中，具有类似自由蛋白的微环境，保证了其生物活性。胶囊外层的水溶性高分子壳层，将会保护白蛋白受人体免疫系统的攻击，减少血液清除，延长血液循环时间。此外，胶囊壳体力学强度较高，从而与蛋白质/脂质体胶囊相比在力学强度上具有较强的优势。所以，通过集成智能生物材料和纳米技术,构筑的聚合物/蛋白质纳米胶囊将是相关临床疾病的有效治疗试剂。

2.2 目标

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1-5周，阅读相关文献，理清实验思路，准备订购化学合成试剂。

第6-8周，获得系列双亲性嵌段共聚物，完成上述嵌段共聚物的相关理化性质的表征。

4. 参考文献（12篇以上）

4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）

[1]r. mizuta, y. sasaki, r. kawasaki, k. katagiri, s.i. sawada, s.a. mukai, k.akiyoshi, magnetically navigated intracellular delivery of extracellularvesicles using amphiphilic nanogels, bioconjug chem2019, 30(8),2150-2155.

[2]d. muraoka, n. seo, t. hayashi, y. tahara, k. fujii, i. tawara, y. miyahara, k.okamori, h. yagita, s. imoto, r. yamaguchi, m. komura, s. miyano, m. goto, s.i.sawada, a. asai, h. ikeda, k. akiyoshi, n. harada, h. shiku, antigen deliverytargeted to tumor-associated macrophages overcomes tumor immune resistance, jclin invest2019,129(3),1278-1294.