摘要
本论文以角蛋白基天然高分子药物载体的合成、表征和载药性能研究为主线，研究了角蛋白接枝共聚物作为智能响应性药物载体的自组装、氧化还原响应性和胰蛋白酶响应性、及药物负载和释放行为，考察了角蛋白接枝共聚物作为药物载体材料，自组装形成载药胶束能否进入细胞及在细胞内GSH对药物载体释药行为的影响，主要取得如下成果: 1、药物载体材料的合成、表征及刺激响应性药物释放行为的研究 (1)角蛋白接枝聚乙二醇共聚物（keratin-g-PEG）的合成、表征及刺激响应性研究 利用还原法从废弃羊毛中提取得到了角蛋白，并探索了最佳反应条件。通过巯基-烯加成制备了不同组成的角蛋白接枝聚乙二醇(keratin-g-PEG)接枝共聚物，并对其结构进行了表征。接枝行为改变了角蛋白原有的二级结构，接枝共聚物的CD光学信号随着PEG含量的增加而减弱。该接枝共聚物的主链角蛋白具有疏水性，支链PEG具有亲水性，因而在水溶液中能自组装形成角蛋白主链为核、PEG为壳的胶束。接枝共聚物的临界胶束浓度随着接枝共聚物中PEG含量的增加而增大。通过角蛋白上巯基氧化形成-S-S-，能得到核交联的胶束，且所形成的胶束具有氧化还原响应性和对胰蛋白酶的响应性。胶束对细胞没有毒性，且能高效负载抗癌药物阿霉素。胶束载药能力取决于接枝共聚物中角蛋白的含量，胶束载药量随接枝共聚物中角蛋白含量增加而增加，最高载药量能达到18.1％。载药胶束作为药物载体材料，能实现对氧化还原和胰蛋白酶的双重响应性释放，且胰蛋白酶的存在能帮助实现药物的充分释放和有效利用。载药胶束能有效进入细胞，并能释放出药物分子，且在高浓度GSH条件下，载药胶束能更快释放药物分子进入到细胞核。 (2)角蛋白接枝聚N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺(keratin-g-PHPMA)的合成、表征及刺激响应性研究 通过巯基链转移方法成功制备了角蛋白接枝聚N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺(keratin-g-PHPMA)接枝共聚物，并对其结构进行了表征。接枝行为改变了角蛋白原有的二级结构，且随着接枝共聚物接枝率的增加，keratin-g-PHPMA的CD信号减弱。由于接枝共聚物的两亲性，该接枝共聚物在水溶液中能自组装形成胶束，且接枝共聚物的临界胶束浓度随着接枝共聚物中PHPMA含量的增加而增大。角蛋白主链上的-SH经氧化形成-S-S-，能得到核交联的胶束，且角蛋白主链上巯基的氧化交联反应会彻底破坏接枝共聚物原有的二级结构。胶束对细胞没有毒性，且能高效负载抗癌药物阿霉素，载药量取随接枝共聚物中角蛋白含量增加而增大，最高载药量能达到22.5％。载药胶束作为药物载体材料，能实现对GSH和胰蛋白酶的双重响应性释放，且胰蛋白酶的存在有助于药物的充分释放。载药胶束能有效进入细胞，并能释放出药物分子，且释药行为对GSH具有响应性。 2、三重刺激响应性药物载体材料的合成、表征及刺激响应性研究 通过巯基链转移方法成功制备了角蛋白接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(keratin-g-PNIPAM)接枝共聚物，并对其结构进行了表征。由于PNIPAM为水溶性高分子，角蛋白为疏水性蛋白，该接枝共聚物在水溶液中能自组装形成胶束。随着接枝共聚物中PNIPAM侧链含量增加，接枝共聚物的临界胶束浓度增大。所制备的keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束具有氧化还原响应性、胰蛋白酶响应性。胶束角蛋白核上-SH的氧化反应会破坏keratin-g-PNIPAM接枝共聚物原有的二级结构;在胰蛋白酶存在下，由于角蛋白主链被降解，keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束的流体力学半径会持续减小。由于PNIPAM存在LCST，keratin-g-PNIPAM接枝共聚物自组装形成的胶束还具有温度响应性。随着温度升高，keratin-g-PNIPAM接枝共聚物核磁氢谱图上归属于PNIPAM分子链上的质子峰强度会减弱;keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束溶液浊度随着温度升高而持续增大，接枝共聚物的LCST随着接枝共聚物中PNIPAM含量增加而降低;keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束流体力学半径随着温度增加而增大;随着温度变化，keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束溶液的二级结构也持续变化，直到温度高于37℃，keratin-g-PNIPAM接枝共聚物胶束溶液呈现角蛋白所具有的α螺旋构象。
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