基于柱芳烃“bola型超两亲分子”自组装构筑的pH响应超分子囊泡及其作为抗肿瘤药物载体的研究

Chemotherapy is one of the primary means of comprehensive treatment for malignant tumors. Chemotherapy drugs kill malignant cancer cells but also harm healthy cells and many other parts of the body. So there is need to seek nano-sized drug carriers which have specific selectivity to cancer cells. This proposal aimed to design pH-sensitive supramolecular vesicles self-assembled by pillararene-based ‘supramolecular bola-amphiphiles’ as anticancer drug carriers. First, we will use anionic, cationic and neutral species of water-soluble pillar[6]arene and double ferrocene guest molecules with different alkyl chain length to build novel anionic, cationic and nonionic ‘supramolecular bola-amphiphiles’, respectively. And then a variety of measurements will be used to study the influence of alkyl chain length of double ferrocene guest molecules and different types of water-soluble pillar[6]arenes on the size, shape and stability of the supramolecular vesicles self-assembled by pillararene-based ‘supramolecular bola-amphiphiles’ in water. Finally, in vitro release experiments will be performed to study drug release in different pH conditions. This research project is expected to not only provide new ideas for actively cross of research on supramolecular self-assembly and nanoscience in biomedicine but also provide useful information for the research of tumor-targeted drug-carrier systems.

化疗是恶性肿瘤综合治疗的主要手段之一。化疗药物在杀死肿瘤细胞的同时，亦杀死正常组织的细胞，因此需要寻求一种对肿瘤细胞有特异选择性的高效纳米药物载体。本项目旨在设计基于柱芳烃“bola型超两亲分子”自组装构筑的pH敏感超分子囊泡用作抗肿瘤药物载体。首先拟利用阴离子型、阳离子型和中性三种不同类型的水溶性柱[6]芳烃分别与不同长度烷基链连结的双二茂铁客体分子通过主客体络合构筑新型的阴离子型、阳离子型和非离子型“bola型超两亲分子”，其次通过多种测试手段研究双二茂铁客体分子中间烷基链的长短及不同类型水溶性柱[6]芳烃对该“bola型超两亲分子”在水相中自组装形成的超分子囊泡的尺寸、形状以及稳定性的影响，最后通过体外释放研究考察载药纳米囊泡pH响应与释药关系。本项目研究不仅有望为超分子自组装研究和纳米生物医学的积极交叉提供新的思路，另一方面也能够为肿瘤靶向药物载体系统的研究提供有用信息。

柱芳烃，作为一类新型的大环主体，自从 2008 年被首次报道以来，已逐渐成为超分子化学研究的热点之一。本研究围绕“新型大环主体分子柱芳烃的主客体化学及其潜在应用”这一热点科学问题，在柱芳烃分子识别与组装领域进行了探索。同时还拓展了其它新型超分子主体大环分子的设计与合成，及其在分子识别中的应用。本项目主要取得如下成果：1）十二氨基修饰的水溶性柱[6]芳烃与20种L-α-标准氨基酸客体分子的键合行为研究；2）新型大环主体分子的设计与合成及其在阴离子识别方面的初步研究；3）柱芳烃键合硅胶高效液相色谱固定相的制备及其色谱性能研究。通过上述多维度、多层次的研究，对于基于柱芳烃的功能化修饰及其对客体分子的主客体作用获得了进一步的了解。此外，将柱芳烃衍生物应用于高效液相色谱固定相，探讨柱芳烃固定相相对不同溶质分子的选择性规律，构建了柱芳烃大环主体分子的超分子识别模型，为新型固定相的设计提供了理论依据。