第一章绪论
1.1引言
采用药物治疗生物体疾病的历史已经十分悠久，近年来，人们通过有机合成获得了大量的低分子药物。虽然低分子药物疗效很好，但是其中许多品种毒副作用大、在体内循环时间短、新陈代谢快、浓度降低快，体内药物含量的峰值效应明显，故而需要频繁定时给药。然而频繁的给药，不仅增加了患者给药时的痛苦，而且过高的药剂浓度往往带来过敏、急性中毒等症状。此外，低分子药物进入体内环境后，随血液循环而分散于全身，缺少对病灶部位的富集作用。为了达到对病灶部位的治疗效果，通常加大给药剂量，这也是使低分子药物毒副作用增大的另一原因。为此，寻求一种有效的治疗方法，不仅可以使药物以一定的速率释放出来，同时还可以使药物更多的富集在病灶部位的周围，提高药物的利用度，并加大药物的治疗效果。因此，人们开始思考能否构建一种载体，将小分子药物包裹起来，运送到病灶部位，然后使这些药物在病灶部位释放出来。这样不仅可以减少药物在运输途径中的流失，增加病灶部位药物的浓度，同时还可以通过载体上的靶向分子作用，使药物富集到病灶部位，提高对病灶部位的治疗。
在各种载体之中，脂质体（liposome）以其独特的性能倍受科学家们的青睐。脂质体是由磷脂依靠疏水缔合作用在水中自发形成的一种分子有序组合体，一般为多层囊泡结构，每层均为类脂双分子膜，层间和脂质体内核为水相，双分子膜间为油相。按照脂质体的结构可以分为多层囊泡（multilamellar vesicles），大单层囊泡（large unilamellar vesicles）以及小单层囊泡（small unilamellar vesicles）。脂质体具有类似于细胞膜的结构使得它更易于通过细胞膜而进入细胞内。但是传统脂质体作为药物载体存在着一些缺陷，如稳定性和靶向性差、功能单一等缺陷，如何克服这些缺陷，成为人们研究的重点问题。
高分子药物载体以其特有的优点受到越来越多科学家们的重视，高分子载体本身并不具备药理作用，也不与药物发生化学反应，而是以适当的方式与低分子药物结合，仅作为低分子药物的传递系统，真正发挥药理作用的还是低分子药物。高分子药物载体可实现如下目的：1）具有一定的靶向性；2）延长药物在体内的循环时间；3）改善难溶性药物的溶解性；4）保护药物活性基团；5）降低药物毒、副反应；6）减少药物对血管刺激性；7）控制释放药物。
1.2纳米技术和纳米材料
纳米技术(Nanotechnology)，是指加工精度或加工尺寸为0.1~100nm量级的制造技术的总称，纳米技术包括：纳米化学、纳米体系物理学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学和纳米力学等。20世纪90年代初，纳米技术逐步发展起来，到了近十年，纳米技术迅猛发展，逐渐形成前沿、交叉性新型学科领域，势必将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米技术是继计算机信息技术、生命科学后又一个推动全球技术革新、经济增长的一个新的重要领域。纳米技术向传统学科渗透，催生了诸如纳米材料学、纳米化学、纳米医学等众多新兴学科。
纳米科技是指利用人类的知识和力量，在纳米尺度（10-9~10-7m）范围内认识与改造大自然，其最终目标在于直接在单个的原子或分子水平上制造出具有某种特定功能的产品，以满足人类日益发展的需求。1990年7月，在美国召开了第一届国际纳米科技会议，这次会议的召开标志着纳米科技领域的形成。纳米科技的发展标志着人类改造自然的能力已慢慢延伸到原子、分子水平。到目前为止，纳米科技几乎涉及所有科学技术领域。
第二章谷氨酸十八烷基季铵盐（OQPGA）的制备及表征.......13
2.1引言..............................................................................13
2.2实验部分...................................................................14
2.2.1实验仪器和药品...................................................14
2.2.2实验方法...............................................................15
2.2.3表征与测试..............................................................16
2.3结果与讨论..............................................................17
2.3.1谷氨酸十八烷基季铵盐（OQPGA）...............17
2.3.2不同取代度的OQPGA的羧基含量测定.........20
2.3.3不同取代度的OQPGA的Zeta电位及溶解性能...........20
2.3.4 OQPGA的临界胶束浓度（CMC）测定.....................21
2.3.5 OQPGA的细胞毒性分析............................................23
2.4本章小结.............................................................................24
第三章OQPGA高分子脂质体及其在药物载体方面................25
3.1引言........................................................................................25
3.2实验部分...................................................................................25
3.2.1实验仪器与药品.............................................................25
3.3 OQPGA/Chol高分子脂质体（CPLs）的制备和表征.............27
3.3.1 CPLs的制备......................................................................27
3.3.2不同取代度OQPGA组装的CPLs宏观照片和粒径.............28
3.3.3不同取代度OQPGA组装的CPLs电位.................................29
3.4功能化OQPGA/Chol高分子脂质体及其在疾病诊断中的应用....33
第四章PLGA/多功能高分子脂质体的制备……….........62
4.1引言............................................................................62
4.2实验部分........................................................................62
4.2.1实验仪器与药品.........................................................62
4.2.2表征和测试方法.............................................................63
4.3结果和讨论........................................................................63
4.3.1 EPI/PLGA/MPLs-PRT的制备......................................63
4.3.2 EPI/PLGA/MPLs-PRT的结构分析..............................64
4.3.3 EPI/PLGA/MPLs-PRT的粒径和电位...........................65
4.3.4 EPI/PLGA/MPLs-PRT与pEGFP的结合比.......................66
4.3.5 EPI/PLGA/MPLs-PRT的磁性能分析................................67
4.3.6 EPI/PLGA/MPLs-PRT的缓释性能分析...................................67
4.3.7 EPI/PLGA/MPLs-PRT/pEGFP的细胞转染分析......................68
4.3.8 PLGA/MPLs-PRT的细胞毒性分析..........................................69
全文结论..............................................................................................71
参考文献...............................................................................73
全文结论
通过γ-PGA接枝QA，制备了一系列不同取度的OQPGA。在研究了双亲性高分子OQPGA结构与性能的基础上，采用薄膜分散法和反相蒸发法成功构建了CPLs。在此基础上，运用纳米技术分别或同时将跨膜肽TAT、Fe3O4磁性颗粒、RGD多肽、PEG、EPI、基因等与该阳离子高分子脂质体进行多功能组装，制备出分别或同时具有跨血脑屏障和细胞膜功能、磁性和RGD靶向功能、体内长循环功能、基因和药物控释及复合治疗功能的高分子脂质体系统。通过一系列体内、体外试验，探讨了这些载体系统形貌，粒径，电位，磁性能以及缓释性能等，并评估了细胞内吞、转染、毒性及小鼠透皮等性能。具体结论如下：
1.通过接枝取代反应，成功制备了双亲性的高分子OQPGA，其分子结构中功能基团为羧基；OQPGA不仅溶于水、1%醋酸等亲水性介质，而且溶于CH2Cl2、DMSO、丙酮等有机溶剂。表面Zeta电位在17.25?3.54~25.34?1.75mV，且随着QA取代度的增加，Zeta电位逐渐升高。以芘为荧光探针，测得OQPGA（DS=81.1%）CMC值为0.05mg/ml，当OQPGA的浓度<40mg/L时，对GES-1胃粘膜细胞的毒性较小。
2.采用合成的OQPGA替磷脂同Chol组装得到CPLs。结果显示：采用薄膜分散法所制备的CPLs粒径大于采用反相蒸发法制备的CPLs，两种制备方法所得CPLs均呈现近似球形，并具有明显的层状结构。OQPGA（DS=81.1%）与Chol按照2:1组装所得高分子脂质体粒径和电位最小，且稳定性最好。当介质pH为7~8，高分子脂质体的粒径和电位较为稳定。
3.通过接枝反应，成功合成了PEG-OQPGA、RGD-OQPGA、TAT-OQPGA，并采用FT-IR，H-NMR等检测手段对其分子结构进行了研究。并采用电导滴定的方法对分子上的羧基进行了定量分析。
4.利用Fe3O4磁颗粒、PEG-OQPGA、RGD-OQPGA与Chol组装制备了RGD化磁性高分子脂质体（MPLs-PEG/RGD），并成功的包载了抗肿瘤药物EPI。结果显示Fe3O4磁颗粒成功包裹在高分子脂质体中，VSM曲线显示其仍然具有超顺磁性。相对于传统的磁性脂质体，我们所制备的EPI/MPLs-PEG/RGD具有稳定的粒径和电位，更好的防磁泄漏能力，优异的药物缓释效果，更好的细胞内吞效果。
5.利用QDs、OQPGA与Chol组装制备了QDs-CPLs。结果显示QDs颗粒成功包裹在高分子脂质体中。当介质pH<9时，其粒径和电位变化并不明显，但当pH>9时，其粒径和电位明显增大。荧光性能分析结果显示QDs-CPLs荧光具有广泛的pH适应性及时间稳定性。
6.利用OQPGA和Chol组装制备了高分脂质体，并成功包载了麻醉药盐酸利多卡因（浓度为2%），制备得到Lidocaine-CPLs。透皮实验结果显示：相对于2%盐酸利多卡因注射液、2%盐酸利多卡因传统脂质体而言，2%盐酸利多卡因高分子脂质体具有更好的更快的透皮效果；相比较与以OQLCS为基础的CPLs，以OQPGA为基础的CPLs具有更好更快的小鼠透皮效果。
7.采用PLGA、Fe3O4磁颗粒、PEG-OQPGA、RGD-OQPGA、TAT-OQPGA与Chol组装制备了PLGA/多功能化高分子脂质体（EPI/PLGA/MPLs-PRT）核壳结构载体，并成功包载了抗肿瘤药物EPI。结果显示Fe3O4磁颗粒成功包载在核内，且仍具有超顺磁性；共聚焦显微镜显示PLGA/多功能化高分子脂质体具有明显的核壳结构。电泳实验结果显示，其与基因的质量结合比是5:1。相对于未包覆高分子脂质体的PLGA微球而言，EPI/PLGA/MPLs-PRT具有更好的药物缓释效果，更高的细胞内吞和转染效率。
参考文献
[1]马国&邓盛齐.纳米技术在药学中的研究应用进展.国外医药:抗生素分册25,233-237(2005).
[2]张立德&牟季美.纳米材料和纳米结构.科学出版社(2001).
[3]杨宁江&李英女.纳米技术与肿瘤治疗.吉林医药学院学报4,44-45(2003).
[4]龚连生,张阳德&刘恕.磁性阿霉素白蛋白纳米粒在移植性肝癌模型中的磁靶向性.中华肝胆外科杂志9,543-546(2004).
[5]刁勇&许瑞安.基因治疗研究进展.药学进展25,12-16(2001).
[6]Guo,Y.,Shi,D.,Cho,H.,Dong,Z.,Kulkarni,A.,Pauletti,G.M.,Wang,W.,Lian,J.,Liu,W.&Ren,L.In vivo Imaging and Drug Storage byQuantum-Dot-Conjugated Carbon Nanotubes.Advanced Functional Materials 18,2489-2497(2008).
[7]Weber,W.&Fussenegger,M. Pharmacologic transgene control systems forgene therapy.J Gene Med 8,535-556,doi:10.1002/jgm.903(2006).
[8]Gleiter,H.On the structure of grain boundaries in metals.Materials Science andEngineering 52,91-131(1982).
[9]Zhang,L.&Webster,T.J.Nanotechnology and nanomaterials:promises forimproved tissue regeneration.Nano Today 4,66-80(2009).
[10]Suryanarayana,C.&Koch,C.Nanocrystalline materials–Current research andfuture directions.Hyperfine Interactions 130,5-44(2000).