摘 要

阿霉素(Doxorubicin，DOX)一种广谱抗癌药物，普遍应用于肝癌、乳腺癌、胃癌等肿瘤的治疗。为增强阿霉素溶解性，减少对心脏的毒副作用，聚合物胶束、聚合物纳米粒、微球及脂质体等纳米载体的运用得到广泛探索，但这些载体在一定程度上都存在制备困难，包裹率低等问题。本课题拟采用HA为大分子载体，通过酸可降解的亚胺键将DOX偶联在大分子链上，制备具有两亲性的高分子前药HA-imine-DOX，于水介质中发生自组装形成pH敏感性的纳米颗粒。主要工作与结论如下：

(1) 采用四步合成反应制备了高分子前药，首先是高分子HA上的羧基-COOH与2-氯乙胺上的氨基-NH₂缩合生成氯乙胺-HA，然后是叠氮根取代氯原子生成N₃-HA，再接着阿霉素DOX上的氨基-NH₂与4-羟基苯甲醛上的醛基-CHO缩合生成Alkyne-DOX，最后叠氮基团与Alkyne-DOX分子上羰基结合，形成亚胺键，得到HA-imine-DOX前药。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振波谱仪(¹H-NMR)对结构进行表征，表明所有中间产物及目标产物均被成功合成；采用紫外分光光度计(UV)测定高分子前药中DOX的百分含量，考察HA分子量对DOX含量的影响，发现随着HA分子量的增大(5300Da、9800Da、36.8KDa、48KDa、93KDa)，DOX的百分含量基本不变。

(2) 在水介质中，两亲性高分子前药HA-imine-DOX通过自组装形成纳米颗粒，该纳米粒为规则的球形，不仅具有良好的分散度，并且纳米粒表面带有负电荷；随着HA分子量的增加，纳米粒粒径不断减小。

(3) 采用HPLC法研究HA-imine-DOX纳米粒在不同pH(pH7.4、6.5、5.0)释放介质中的释药情况，发现该纳米粒具有明显的pH敏感性。

关键词：纳米载药系统，阿霉素，透明质酸，pH敏感性

Abstract

Doxorubicin a broad spectrum anticancer drug, widely used in the treatment of liver cancer, breast cancer, gastric cancer and other tumors.In order to enhance the solubility of adriamycin, reduce cardiac toxicity, the use of polymeric micelles, microspheres and nanoparticles, such as lipid polymer nano carrier has been widely explored, but these vectors to a certain extent, there are difficulties in the preparation of low rate of inclusion. This paper intends to use HA as macromolecular carrier, imine bond by acid degradable DOX coupling in macromolecular chain, prepared with two amphipathic prodrug HA-imine-DOX in aqueous media occurred nanoparticles self-assembled pH sensitivity. The main work and conclusions are as follows:

(1) polymeric prodrugs were synthesized by four steps reaction system, first is the polymer HA carboxyl groups on the -COOH and 2- chloroethylamine on amino -NH₂ condensation of ethyl chloride -HA, then the azide substituted chlorine atoms to form N₃-HA, then the aldehyde condensation reaction of -CHO Alkyne-DOX on adriamycin amino -NH₂ and 4- hydroxy benzaldehyde, finally the azide group and Alkyne-DOX molecule with the formation of imine bond, carbonyl, HA-imine-DOX prodrug. By Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR) were used to characterize the structure, showed that all the intermediates and target products were successfully synthesized; using UV spectrophotometer (UV) determination of content of polymeric prodrug of DOX, the effects of the molecular weight of HA on the content of DOX, found with the increase of the molecular weight of HA (5300Da, 9800Da, 36.8KDa, 48KDa, 93KDa), DOX content decreased constantly.

(2) in aqueous medium, two amphiphilic polymeric prodrugs of HA-imine-DOX formed through the self-assembly of nanoparticles, the nanoparticles were spherical rules, not only have a good dispersion, and nanoparticles with negative charge surface; with the decrease of DOX content, the particle size decreases continuously.

(3) the release of HA-imine-DOX nanoparticles in different pH (pH7.4, 6.5, 5) release medium was studied by HPLC method, and the nanoparticles were found to have obvious pH sensitivity.

Key words: Nano drug delivery system, Doxorubicin, Carboxymethyl chitosan, pH-sensitive

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 癌症与癌症治疗 1

1.2 纳米载药系统 1

1.2.1 纳米载药系统的特点 1

1.2.1.1 尺寸优势 1

1.2.1.2 靶向特性 2

1.2.1.3 表面多功能性 2

1.2.1.4 改善传统化疗药物缺陷 2

1.2.2 纳米载药系统的分类 3

1.3 环境响应性纳米载药系统 3

1.3.1 pH响应型 4

1.3.2 温度响应型 4

1.3.3 酶响应型 5

1.3.4 氧化还原响应型 6

1.3.5 双重或多重响应型 6

1.4 本课题研究内容 7

第2章 HA-imine-DOX高分子前药的制备与表征 8

2.1 引言 8

2.2 实验部分 8

2.2.1 实验仪器与器材 8

2.2.2 氯乙胺-HA的合成 9

2.2.3 N₃-HA的合成 9

2.2.4 Alkyne-DOX的合成 10

2.2.5 HA-imine-DOX的合成 10

2.2.6 红外光谱表征 11

2.2.7 ¹H-NMR表征 11

2.3 实验结果与讨论 11

2.3.1 红外图谱解析 11

2.3.2 ¹H-NMR图谱解析 12

2.3.3 紫外图谱解析 14

2.3.4 高分子前药中药物含量的测定 14

2.4 本章小结 15

第3章 HA-imine-DOX纳米粒的制备及性能研究 16

3.1 引言 16

3.2 实验部分 16

3.2.1 实验仪器与材料 16

3.2.2 HA-imine-DOX纳米粒的制备 17

3.2.3 纳米粒形态表征 18

3.2.3.1 粒径、粒径分布以及表面电势 18

3.2.3.2 形貌分析 18

3.2.4 纳米粒稳定性能研究 18

3.2.5 纳米粒体外释药行为研究 18

3.2.5.1 HPLC标准曲线绘制 18

3.2.5.2 体外释药实验 19

3.3 实验结果与讨论 20

3.3.1 纳米粒形态分析 20

3.3.2 纳米粒体外释药行为研究 21

3.3.2.1 HPLC绘制阿霉素标准工作曲线 21

3.3.2.2 释放介质pH对纳米粒体外释药性能的影响 22

3.4本章小结 23

第4章 结论与展望 24

参考文献 25

致 谢 28

第1章 绪论

1.1 癌症与癌症治疗

各种统计研究数据表明，癌症已经成为危害人类健康的第二大疾病，仅次于心脑血管疾病，且很有可能超过心脑血管疾病成为第一大致死因子^[1,2]。随着我国经济的快速发展，现代化，城市化，工业化进程的大大加快，而环境保护意识却非常薄弱，造成癌症发病率呈急剧上升的发展趋势。癌症给人类带来的负担日益加重，探寻一种有效的抗癌药物或医疗措施以彻底攻克癌症成为国内外医学界的重要研究目标。

目前，治疗癌症的方法主要包括放射治疗(Radiation Therapy)^[3]，外科手术治疗(Surgical Resection)^[4]，化学药物治疗(Chemotherapy)^[5,6]以及生物治疗(Biotherapy)^[7]。然而，由于化疗药物是通过直接干扰细胞的代谢或增殖过程而发挥疗效的，因而缺乏选择性，致使化疗药物在杀死癌细胞的同时，对人体的其他细胞，特别是对增值旺盛的细胞也会产生较大的杀伤作用，从而产生比较严重的副反应，因而药物治疗的特异性差，对人体正常的组织和器官有显著的不良反应。