微调可控响应pH敏感高分子的合成、性质及其在药物控制释放和细胞成像的应用

Diagnosis and therapy through the precise spatiotemporal control of agent delivery is an affective way for cancer therapy.Compared with nomal tissue, tumor tissue is reported to be a slight acidic enviroment, leaky vascellum and lack of lymphatic backflow. We plan to develop a set of reversible pH-sensitive polymers，their responsive pH value is tunable to be suitable for biological enviroment. Through the design and synthesis of a series homopolymers, the pH responsive value effects can be researched. Based on the homopolymer research, diblock copolymers containing hydrophilic PEO segment will be developed. These pH-activatable polymers with ionizable block segment will self-assemble as nanoparticles above their pKa and dissociate at acidic pH value because of the tunable hydrophobic groups. The tunable pH-responsive nanoparticles can accumulate at tumor tissue according to EPR effect and dissossiate to single molecules. Fluorescence probe will be conjugated to polymer backbone, hydrophobic drugs will be encapsulated into hydrophobic core. Cell detection and drug release can be achieved simultaneously.

癌症是世界上威胁人类健康的第一大疾病，早期诊断和治疗是目前癌症的治愈率最高的途径。肿瘤与正常组织相比具有血管壁间隙较宽、结构完整性差，淋巴回流缺失，微观环境呈弱酸性等特点，因此，目标设计一类pH响应高分子，其响应值通过调节聚合物疏水结构具有适应生物体微环境的任意响应值。首先，通过均聚物研究其pH响应值的影响因素，在均聚物研究基础上，进一步合成含PEO嵌段聚合物，得到一类碱性条件下可自组装形成胶束，在肿瘤和内涵体，溶酶体的弱酸性环境下解离形成单分子pH微调可控响应的纳米胶束。基于肿瘤组织的异型性，纳米胶束可具有选则性地滞留在肿瘤组织内部，在肿瘤的微观弱酸性环境下解离，通过包裹抗癌药物，在高分子侧基引入荧光探针，实现在肿瘤靶向性诊断的同时就释放药物。从而达到诊断治疗一体化的目的。

pH响应性聚合物的响应值对其至关重要，大部分pH响应性聚合物的响应值都是唯一确定的，如何调控pH响应性聚合物的响应值，以满足多种实际需要是成为人们关注的问题。本论文探索了两种调控pH响应性聚合物响应值的方法，成功实现了调控pH响应性聚合物的响应值，并对聚合物的实际应用做了探索，具体包括：.利用DMA和DBA两种单体具有不同的pH响应性。将两种单体按照不同的投料比共聚，获得了5种具有不同聚合比的pH响应性共聚物。结果表明，共聚物的pH响应值与两种单体的聚合比相关。通过调节共聚物中单体的聚合比，可以调节共聚物的pH响应值在4.8到7.2之间的任意值。此外，聚合物的pH响应性还具有高效、快速、灵敏响应的特性。然后，利用7种具有不同R基结构的甲基丙烯酸乙酯类单体进行均聚，获得了7种均聚物。结果表明，由于每个聚合物R基具有不同的烷基取代，烷基链的结构和空间位阻作用导致三级胺的质子化与去质子能力不同，使聚合物具有不同的pH响应值。也就是说通过调节聚合物中R基结构，可以达到调控聚合物pH响应值的目的，为调控pH响应型聚合物的响应值提供了一种新的方法。.将pH响应性共聚物与CdS量子点复合，制备出一种pH响应性荧光纳米粒子。并通过Zeta电位、粒径仪、荧光、UV光谱等方法对纳米粒子的特性进行了研究。结果表明，这种纳米材料同时有聚合物的pH响应性和CdS量子点的荧光特性。使外界pH的变化能够调节荧光“开”或“关”。拓展了pH响应性聚合物的应用价值。