聚丙烯酸纳米凝胶的制备及其应用
随着肽类和蛋白质类药物在临床应用的不断涌现，如何将这类稳定性差易失活的药物制成稳定、安全、有效的制剂，已经成为一个极富挑战性和具有实用价值的研究热点.高分子水凝胶由于其无毒、具有良好的生物相容性、并且能够快速对环境刺激作出响应，因此在药物运输体系方面具有较好的应用潜力.本文将介绍制备一种纳米尺寸的水凝胶——聚丙烯酸纳米凝胶，该纳米凝胶可以有效的负载蛋白质药物，并可以将蛋白质药物成功有效的输送至细胞中.聚丙烯酸纳米凝胶的制备以羟丙基纤维素和单体丙烯酸为起始原料，基于羟丙基纤维素高分子链上的多个羟基和丙烯酸分子上羧基之间的氢键相互作用，在水相体系中以过硫酸盐为引发剂，利用自由基聚合反应，并经过化学交联首先合成羟丙基纤维素-聚丙烯酸复合物纳米微粒.然后通过调节所在体系的pH值，促使羟丙基纤维素与聚丙烯酸之间的氢键作用了消除，将羟丙基纤维素从羟丙基纤维素-聚丙烯酸纳米微粒中去除，从而获得了单组分的交联结构聚丙烯酸纳米凝胶.由于在羟丙基纤维素-聚丙烯酸纳米微粒制备聚合过程中羟丙基纤维素主要存在于纳米微粒的中间部份，因此当羟丙基纤维素被有效去除后，所得的聚丙烯酸纳米微粒为具有中空结构的纳米水凝胶.首先我们对聚丙烯酸纳米凝胶进行了一系列的形貌、尺寸和性能的表征.结果表明，聚丙烯酸纳米凝胶的尺寸大约在100-200 nm范围之内，有较好的分散性，而且具有环境pH敏感性.当环境的pH升高，纳米凝胶的尺寸将快速响应pH值变化而随之增大，因此聚丙烯酸纳米凝胶是一类能够响应环境刺激的智能型水凝胶，非常适用于药物输送体系.为了考察聚丙烯酸纳米凝胶的对于蛋白质药物载药效果，本文以牛血清蛋白(BSA)为模型药物，研究了聚丙烯酸纳米凝胶与蛋白质BSA的结合效果.研究表明，聚丙烯酸纳米凝胶和BSA分子能够通过静电相互作用力和憎水相互作用力吸附并有效结合，负载效率可达到158％.两者的结合效率与体系的pH值之间具有密切的联系，研究表明当体系pH值为4.7左右时结合能力达到最大.为了进一步考虑负载BSA分子的聚丙烯酸纳米凝胶与细胞的结合能力，文中还研究了负载BSA的聚丙烯酸纳米微粒进入细胞的情况.通过将负载BSA的聚丙烯酸纳米凝胶与细胞进行共培养，观察到BSA能够有效地进入细胞，并且由于进入细胞的机理不同，观察发现经过负载于聚丙烯酸纳米凝胶的BSA分子比单纯的BSA分子更容易进入细胞中.因此聚丙烯酸纳米凝胶有望作为蛋白质药物的有效载体.
纳米凝胶 聚丙烯酸 蛋白质 药物载体
陈莹 郑先创 蒋锡群
南京大学高分子科学与工程系,江苏省南京市, 210093;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏省南京市,210042 南京大学高分子科学与工程系,江苏省南京市, 210093
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2010-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）