摘 要

智能响应性聚合物因能感知外界刺激，产生物理或化学性质改变，可用作药物控释传递系统的载体。在可利用的刺激中，光刺激因为具有可控性、清洁高效等特征受到了更多得关注。本论文以羧甲基壳聚糖为主链，以丁二酸酐作为连接臂，在羧甲基壳聚糖的氨基上嫁接具有光响应性的疏水性基团邻硝基苯甲醇，得到光响应性两亲大分子（CMCS-NBSD），最后在酸性溶液中经过超声处理，自组装形成光响应空心纳米囊。通过动态光散射（DLS）测得空心纳米囊粒径大小为110nm左右，用透射电镜（TME）表征了纳米囊的壳结构，图像显示光响应性空心纳米囊及戊二醛辅助交联后的空心纳米囊都具有明显的空心结构，并且形态规整、分布均匀，粒径比较均一；戊二醛交联后的空心纳米囊的壳结构更紧密。在避光条件下，GA交联空心纳米囊pH敏感性研究，数据显示壳交联纳米囊在pH7.0的水溶液中是稳定的，但随着pH的降低，囊的粒径变小。当暴露于365nm紫外光下，壳交联纳米囊结构中光响应基团断裂，亲疏水比例发生改变，纳米囊粒径增大，显示出该纳米囊可以作为药物或光合作用抑制剂的光控释放载体。

关键词：羧甲基壳聚糖，光响应性，纳米囊，邻硝基苯甲醇

Abstract

The smart responsive polymer can be used as a carrier for drug controlled release systems because of its ability to perceive external stimuli, resulting in physical or chemical changes. In the available stimuli, light stimulation has been paid more attention because of its controllability, clean and efficient features. In this paper, carboxymethyl chitosan as the main chain, succinic anhydride as a connecting arm, in the carboxymethyl chitosan amino group with a photoresponsive hydrophobic group o-nitrobenzyl alcohol, the light response (CMCS-NBSD), and finally in the acidic solution by ultrasonic treatment, self-assembly to form light response hollow nano-capsule. The size of the hollow nanocapsule was 110 nm by dynamic light scattering (DLS). The shell structure of the nanocapsules was characterized by electron microscopy (TME). The photosensitivity of the hollow nanocapsules and glutaraldehyde All have hollow structure, and the shape of the uniform, uniform distribution, particle size is uniform; glutaraldehyde cross-linked hollow nano-capsule shell structure more closely. Under dark conditions, TME and DLS showed that the nanocapsules were stable in aqueous solution of pH 7.0. When exposed to 365nm ultraviolet light, the light response group in the nanocapsule structure is broken and the ratio of hydrophobic hydrophobicity changes, which eventually leads to the disintegration of the nanocapsules, which shows that the nanocapsules can act as a light control release carrier for drugs or photosynthesis inhibitors.

Key Words: Carboxymethyl chitosan, photoresponsiveness, nanocapsules, o - nitrobenzyl alcohol

目录

第1章 绪论 1

1.1 纳米药物载体概述 1

1.2 刺激性纳米载体种类及制备方法 1

1.2.1 温度响应性纳米载体 2

1.2.2 pH响应性纳米载体 2

1.2.3 光响应性纳米载体 3

1.3 邻硝基苄基的光解原理 4

1.4 羧甲基壳聚糖 5

1.4.1 羧甲基壳聚糖的概述 5

1.4.2 羧甲基壳聚糖的性质 6

1.5 本论文研究的意义 6

1.6 本论文的设计思路与主要研究内容 7

1.6.1 设计思路 7

1.6.2 主要研究内容 7

第2章 光响应两亲性羧甲基壳聚糖衍生物的制备与研究 8

2.1 引言 8

2.2 实验部分 8

2.2.1 实验试剂与仪器 9

2.2.2 羧甲基壳聚糖（CMCS）的制备与表征 10

2.2.3 光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备与表征 12

2.2.4 红外表征 13

2.2.5 光响应基团取代度的测定 13

2.2.6 光响应性研究 13

2.3 结果与讨论 14

2.3.1 羧甲基壳聚糖（CMCS）的制备 14

2.3.2 羧甲基壳聚糖的表征 14

2.3.3 羧甲基壳聚糖衍生物的制备 15

2.3.4 红外光谱解析 15

2.3.5 核磁图谱解析 16

2.3.6 光响应基团取代度的测定 17

2.3.7 2-硝基苄基琥珀酸酯光响应的研究 19

2.3.8 羧甲基壳聚糖衍生物光响应性研究 19

2.4 结论 21

第3章 光响应两亲性羧甲基壳聚糖纳米囊的制备及研究 22

3.1 引言 22

3.2 实验部分 22

3.2.1 仪器与材料 23

3.2.2 光响应纳米囊的制备 23

3.2.3 光响应性羧甲基壳聚糖空心纳米囊的表征 23

3.2.4 光响应性空心纳米囊的光响应性研究 24

3.2.5 空心纳米囊的pH敏感性研究 24

3.3 结果与讨论 24

3.3.1 光响应性空心纳米囊的结构表征 24

3.3.2 光响应性空心纳米囊的光响应研究 25

3.3.3 GA交联空心纳米囊的pH敏感性研究 26

3.4 结论 26

第4章 结论 28

致谢 29

参考文献 30

第1章 绪论

1.1 纳米药物载体概述

美国著名理论物理学家理查·费伊曼最先提出“ 纳米 ”的概念，后来科学的发展证实了他预言的正确性，引发人们在各个领域对纳米的研究和应用。纳米技术这一新兴科技迅速的发展，表现出强大的生命力，它的发展推动了材料科学走向我们用眼睛看不见的纳米世界。

纳米颗粒的主要特征是其尺寸为5-100nm，1000nm为上限。然而，使用范围通常为100-500nm。不同的纳米材料制备工艺和使用基本构成单元不同，制备成的药物载体可分为以下几类：纳米粒、固体脂质纳米粒、纳米混悬液和脂质体等[^[1]]。

使用纳米材料制备成的药物传递系统，突出表现在以下几点：（一）纳米药物载体粒径在20~100nm，相对传统药物粒径较小，可以有效改善传统难溶药物的吸收率。（二）纳米材料中聚合物交联可以控制药物的封装和释放，防止药物在胃酸中被水解，降低药物与消化酶接触，有效提高药物稳定性[^[2]]。（三）可生物降解的纳米颗粒能提高溶解度，生物利用度和保留时间来提高生物活性的许多水不溶性和可溶性药物和分子的治疗价值。（四）能实现药物针对特定位点进行靶向传输，直接穿过许多生物屏障到达病灶部位，达到提高药物疗效。（五）纳米药物载体本身具有无毒性和生物相容性，并且在体内排异性较低。此外，鉴于纺织，农业，纤维，法医科学，医疗和电子等众多应用，纳米材料能成功的信心很高。