新型非离子树枝状两亲分子大空隙胶束的功能化研究.pdf

摘要

生物相容的非离子树枝状两亲分子超分子，可作为客体药物分子的载体，应用于药

物传输、靶向释放等生物医药领域。通过超分子丰富的功能基团增加载药量和对药物分

子的保护及靶向性，从而提高疗效和减小副作用。树枝状两亲分子具有独特的伞状几何

结构，形成的胶束内部具有较大的空隙。如何利用这种胶束的非常规的大空隙，是提高载

体对客体分子的包封效率、赋予其环境刺激响应功能的重要切入点。本工作基于小分子

表面活性剂对第三代聚甘油(PG)树枝状两亲分子胶束疏水核的稳定化和栅栏层功能化

的改性作用，深入探索了共组装胶束在构建具有高客体分子包封率、pH和光响应功能

的主-客体体系的新策略中的作用。主要研究内容如下：

(1)设计合成了一种新型十二烷基-双第三代聚甘油非离子树枝状两亲分子

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(C-(G3))。大尺寸的树枝状极性头使其形成的聚集体内部具有较大的空隙。通过H、

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13CNMR和高分辨质谱鉴定了合成化合物的结构。通过等温滴定量热法(ITC)、紫外-可

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见光谱、芘荧光探针、HNMR和DLS研究了C12-(G3)2在不同pH水溶液中的聚集行为

及其极性头电荷性质的pH响应功能。

(2)基于C12-(G3)2两亲分子聚集体内部从极性层延伸至疏水核的大空隙，设计用小

分子表面活性剂对C12-(G3)2聚集体进行改性，以增强其微结构的稳定性，并赋予混合

胶束极性区域不同的功能。选择的小分子表面活性剂有阳离子十二烷基三甲基溴化铵

(DTAB)、阴离子十二烷基硫酸钠(SDS)、两性离子3-(N,N-二甲基十二烷基铵)丙烷磺酸

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盐(SB3-12)和非离子十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DM)。通过ITC、电导率、芘荧光探针、H

NMR和DLS研究了它们的混合胶束化行为、分子间相互作用和混合胶束的微观结构，

建立了合理的混合胶化的热力学模型和胶束结构的物理模型。

(3)进一步研究了在C12-(G3)2胶束大空隙中，阳离子偶氮苯表面活性剂4-丁基偶氮

苯-4-(氧乙基)三甲基溴化铵(C4AzoTAB)的异构化及其详细分子间的相互作用。在

C12-(G3)2胶束栅栏层中形成的大空隙对C4AzoTAB异构化效率、反离子缔合、两种分

子在胶束中的位置和取向以及空间相关性具有特殊的影响。结果表明C12-(G3)2胶束对

trans-C4AzoTAB的光异构化有抑制作用，表现为单体-胶束解离平衡的转化机理；而特

殊的是，首次发现了C12-(G3)2胶束对cis-C4AzoTAB的热松弛异构化具有明显的激活作

用，表现为极性层内分子间相互作用机理。这种不同的分子异构化机理对于载体功能性

的研究及应用具有重要的价值。

(4)构建了具有pH响应和缓释功能的C-(G3)/SB3-12/Rutin三元共组装超分子药物

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-载体。通过载体中芦丁的分配和体外释放、紫外-可见光谱、荧光探针和HNMR等手

段，系统研究了由非离子C-(G3)、两性离子表面活性剂SB3-12和药物芦丁组成的三

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元共组装超分子载药体系。从胶束改性到芦丁缓释的整个过程的研究结果表明：(i)树枝

状聚甘油醚氧的pH响应性，可实现C12-(G3)2胶束结构从胃腔到肠道pH梯度下的pH

响应；(ii)选择芦丁作为客体药物分子，在酸性pH下，两者通过阳离子-π相互作用形成

主-客体复合物，在中性溶液中电离的阴离子芦丁从非离子C12-(G3)2胶束释放，表现出