特定生物环境可控解体的"集束炸弹"工作模式超顺磁药物载体

为了同时实现超顺磁氧化铁药物载体的高磁迁移能力、载药量和药物利用度，设计了一个能在特定生物环境下解组装的"集束炸弹"工作模式的超结构智能药物传递载体。将药物接在预先合成的超顺磁小粒径粒子上，再用带双硫键PEG桥连小粒子组装形成超粒子结构。该超结构粒子具有小尺寸粒子大的比表面积，提高了载药量， 具有大尺寸赋予的高磁迁移能力；双硫键在癌细胞内环境选择性自发解离，超结构解体为小粒子，内部药物完全暴露出来，小粒子具有更大的组织穿透性，提高了药物生物利用度，实现了载体的生物靶向选择性；PEG链提高了粒子稳定性和血液循环半衰期。实验还设计了用不可解离的PEG交联、用荧光染料代替药物的类似超结构用于对比实验，用HeLa细胞为模型评价载体胞内解组装行为及药物的生物利用度，用激光显微拉曼成像、荧光显微镜、TEM、SQUID等手段分析、表征。为药物的高效治疗提供一个新的平台，为高效给药载体研究提供新的视角。

为了实现磁性药物载体的高磁迁移能力和药物利用度，本研究先合成特定结构的大分子，将较小尺寸的磁性粒子组装成为较大尺寸的磁性粒子，实现载体的高磁泳性、靶向目标可解组装性，同时实现载体靶目标的刺激响应性；用细胞学方法研究了合成载体的特性。在本项目申请的研究基础上，还对研究工作进行了拓展，为进一步的工作打下了一定基础。主要结论：（1）实现了高磁泳性-可解体性-电荷反转性-酸敏感性的多功能载体。首先葡聚糖用柠康酐修饰，再与小磁性粒子、DOX利用静电复合得到具有目标功能的载体。通过电荷反转，实现了载体的细胞核内的高效聚集；通过在葡聚糖结构中引入柠康酐结构，实现了载体对微酸性环境的刺激相应。（2）实现了高磁泳性-可解体性-还原/酸协同响应性。还原/酸协同响应性是指只有在还原环境与微酸性环境同时存在下，才能启动药物释放的机制。先制备巯基-羧基共同修饰的Fe3O4纳米粒子，再制备巯基修饰的海藻酸钠，这两者均含有巯基与羧基结构。与DOX静电复合后，再用H2O2对巯基实施氧化得到双硫键，双硫键结构固化了静电复合得到的粒子。双硫键是典型的还原敏感性，而静电复合结构对酸性敏感，其创新点在于带载体对单一因素的药物释放能力小，从而降低了药物的副作用。（3）实现了高磁泳性-可解体性-还原-酸串联响应性。通过对葡聚糖胱胺化引入双硫键，再柠康酐化引入酸敏感结构，实现设计目的。（4）研究了磁性载体在外磁场作用下对细胞的穿透能力，结果表明：交替磁场比静磁场更有利于磁性粒子对细胞的穿透。分别进行了结构表征，细胞学研究，研究了载体细胞毒性、IC50，用定量表征铁的含量表征细胞的吞噬效率、用普鲁士蓝法、激光共聚焦显微镜法研究了载体在亚细胞下的分布。