环糊精超分子聚合物在药物/基因递送载体领域的研究进展

超分子聚合物通常以非共价键作为构筑驱动力,其结构具有动态可逆的特点,在新型响应性聚合物材料中具有突出优势。环糊精可通过主客体识别作用与客体分子如二茂铁、偶氮苯、金刚烷、苯环等形成包合,以此构筑的超分子组装体展现出丰富的自组装-解组装特性、刺激响应性、较低的细胞毒性和较好的生物相容性,有望在药物/基因载体领域得到应用。本文从环糊精超分子聚合物的生物医用出发,着重对近年来环糊精超分子聚合物载体在药物控制释放、基因转染以及药物/基因共递送三方面的研究进展进行了总结和评述,并在此基础上展望了环糊精超分子聚合物的研究方向和发展趋势。     

基于β-环糊精主客体识别的胆固醇吸附剂的研究进展

胆固醇是人体内必不可少的一种脂质分子,在人体的代谢过程中发挥着至关重要的作用。机体内胆固醇淤积往往与动脉粥样硬化、C型尼曼匹克氏症等疾病的发生密切相关,但现今药物的副作用以及禁忌症给临床治疗带来了诸多不便。β-环糊精是一种能够识别胆固醇的天然大环分子,其与胆固醇之间的主客体相互识别作用可用于胆固醇的特异性吸附与清除。在本综述中,我们总结了近年来基于β-环糊精主客体识别作用的胆固醇吸附剂的制备方法、设计原理及研究现状,展现了β-环糊精作为功能吸附基团在治疗高胆固醇相关疾病应用上的巨大潜力。     

肝素在抗肿瘤药物递送系统中的应用

肝素是一种高度硫酸化的糖胺聚糖,目前主要作为抗凝剂应用于临床。肝素具有一定的抗肿瘤转移的作用,而基于肝素此项功能的抗肿瘤药物递送系统亦被广泛研究。在这类药物传递系统中,肝素一方面可增强抗肿瘤药物的抑瘤效果,同时亦可发挥自身的抗肿瘤转移功能,使药物及载体协同作用。基于肝素的抗肿瘤转移作用机理及肝素在药物递送系统中的应用,围绕相关的设计思路与方法展开综述,以期为相关领域的研究提供参考。     

富勒烯/环糊精复合物及其在生物医药领域的应用

富勒烯有着独特的球形结构,这一结构赋予了其优异的光电及生物性能,在生物医药领域备受关注。环糊精具有良好的水溶性和生物相容性,锥筒状结构赋予了其特异性包合作用,在主客体化学中有着非常重要的地位。富勒烯/环糊精的复合物,结合了富勒烯和环糊精的优势,在DNA切割,光动力学疗法,药物载体等领域发挥了重要作用。本文从富勒烯与环糊精体系的构筑出发,综述了富勒烯/环糊精非共价包合物及共价偶联物在生物医药领域应用的研究进展,且对富勒烯/环糊精复合物的应用进行了展望,为构建新型富勒烯/环糊精复合物提供参考。     

环糊精在绿色有机合成中的应用

环糊精通过主客体相互作用能将疏水性有机分子转移到对环境友好的水中进行有机反应,还能影响分子的电性环境,使反应在温和的条件下就能获得良好的收率,几乎没有副产物,在绿色有机合成中应用十分广泛。本文就近年来环糊精在绿色有机合成中的应用现状分为氧化、加成、开环、脱保护、偶联和取代等几个反应类型作以简要概述。     

环糊精包结物包结比的测定

由于环糊精具有“外亲水,内疏水”的独特性质,它可以包结许多物质而形成主客体配合物,从而改变物质的特性,所以被广泛应用于各行各业中,包结物的包结比是决定包络物性质的一个重要参数,在查阅大量文献的基础上,总结出环糊精包结反应过程中测定主客体间的包结比的方法,并对其进行了较详细的介绍。     

天然多糖作为核酸载体的研究

基因治疗这种堪称革命性的治疗方法,开拓了治疗癌症的新思路,其最关键性问题是实现核酸药物靶向肿瘤组织并精准治疗。核酸药物直接递送存在核酸酶降解代谢、细胞膜上的负电荷排斥现象以及稳定性差等问题,所以核酸药物需要载体协助,成功的载体递送除能使核酸药物在肿瘤区域大量富集外,还要起到药物控释作用,而天然多糖除无毒、生物相容度高、易修饰的特点外,它本身就具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性。本篇总结了最具代表性的五种多糖的结构特征及在核酸药物递送方面的应用,继而归纳了多糖的常用的纳米级载体形式,为构建天然多糖递送核酸的新型载体并将其应用到免疫抗肿瘤治疗研究中奠定基础。     

基于主客体作用的根皮苷药物可控释放研究

根皮苷在新型药物和天然保健食品开发中具有广泛的应用前景,因其成分的复杂性和低溶解性,对根皮苷的研究极具挑战性。本文通过核磁共振、紫外可见光谱及荧光发射光谱等检测手段,研究了羟丙基-β-环糊精对根皮苷客体的分子识别能力。结果表明,羟丙基-β-环糊精增强了根皮苷在水中的溶解度,在水中形成摩尔比为1∶1的主客体络合物,络合常数为2.35×10² L·mol^-1。羟丙基-β-环糊精的加入造成了根皮苷的荧光猝灭,金属离子与根皮苷竞争结合羟丙基-β-环糊精会造成包合物的荧光增强,Fe³⁺与羟丙基-β-环糊精的键合常数达1.52×10⁴ L·mol^-1,可为根皮苷的药物研究提供理论研究。     

基于环糊精的靶向药物传递系统

癌症等恶性增殖疾病的靶向治疗有赖于靶向药物传递系统（targeted drug delivery system,TDDS）的开发。环糊精具有低毒、易修饰等优良性质,并可通过与药物分子形成包合物而提高药物的溶解性、稳定性、安全性和生物利用度等,因而具有成为优秀药物载体的潜力。环糊精不仅可以以其本身或修饰环糊精的形式充当载体,还可通过聚轮烷、阳离子聚合物或纳米粒等形式构建有效的药物载体。肿瘤或人体某些病变部位的细胞表面存在过度表达的生物受体如叶酸受体、去唾液酸糖蛋白受体、透明质酸受体、转铁蛋白受体和整合素受体等,可以与其相应的配体产生特异性识别。用适当的化学方法将配体分子如叶酸、单糖或寡糖、透明质酸、转铁蛋白及RGD肽等键接在基于环糊精的载体上,可形成具有靶向性质的药物载体,进而与药物分子一起构筑靶向药物传递系统。这种药物传递系统不仅针对于化学治疗药物,在核酸传递中也得到了丰富的应用。本文综述了基于环糊精的靶向药物传递系统的靶向机理及最新研究进展,并对其发展前景作了展望。     

环糊精-杯芳烃偶合体系研究进展及前景展望

综述了环糊精-杯芳烃偶合体系(cyclodextrin-calix[n]arene)的合成及性质研究的进展, 并对其开发前景进行了展望. 环糊精-杯芳烃偶合体系可以应用于分子识别、主客体化学、水相有机反应、分子催化反应等领域.     

环糊精功能化单体制备的研究现状

环糊精聚合物是含有多个环糊精单元的高分子衍生物,兼具环糊精和高聚物二者良好的性能,在分子识别、分离分析技术、生物医学工程、环境等领域得到广泛的应用。环糊精聚合物的合成得到广泛关注,将环糊精单体功能化是制备环糊精聚合物的关键步骤。本文综述了β-环糊精单体功能化的几种制备方法,包括将环糊精修饰成带高反应活性的官能团、修饰成含乙烯基环糊精单体以及多取代官能团环糊精单体等。     

环糊精超分子组装体的研究进展

环糊精是由若干个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,具有一个亲水性的外表面和一个疏水性的空腔。利用主客体相互作用,环糊精及其衍生物能够选择性地与大小匹配的疏水性客体分子形成各种超分子包合物。本文概述了环糊精的结构与性质,并介绍了近年来国内外以环糊精为基础的纳米粒子、水凝胶等超分子组装体的设计原理、作用机制、刺激响应及应用特点,并对环糊精超分子组装体的前景进行了展望。     

基于环糊精构建的基因载体进展

安全有效的基因载体对于基因治疗有着重要的潜在价值。相对于病毒性基因载体,化学合成的载体具有低免疫原性,易于大规模生产和生产成本较低的特性,因而受到越来越多的关注,但是非病毒基因载体在转染效率和选择性方面有一定的限制性,当前的主要研究工作集中在这两方面。基于环糊精构建的基因载体,可以有效地提供基因载体的立体构象和功能性的选择性。作为FDA批准的生物材料,环糊精具有无毒和生物降解性,其不但可以保护基因,避免在体内降解,同时有助于通过细胞膜,进入细胞内达到基因转染的作用。环糊精具有大量可修饰的羟基基团,因此对环糊精修饰不但可以通过主客体作用构建超分子体系,并且可以作为多官能团核形成星状高分子,被广泛应用于制备低毒、可降解、靶向性和高效率的转基因载体。目前,环糊精修饰的非病毒正离子载体转移siRNA,已经成功进行了色素瘤的临床试验,取得了很好的治疗效果,表明了环糊精非病毒载体的巨大应用前景。本文对基于环糊精基因载体的最新研究进展进行了综述,详细介绍了基于环糊精的超分子自组装构建的聚轮烷型、侧链分子识别型的基因载体,以及基于环糊精多羟基构型而构建的星型聚合物基因载体和树枝状基因载体,并对环糊精基因载体的优越性和未来应用做了相应的介绍。     

极谱法研究大黄酸-环糊精包结物

大黄酸是中药大黄中的有效成份，具有抗菌、止咳和抗肿瘤作用．近年来对大黄酸的研究日渐深入，其应用日趋广泛．由于其水溶性低，且对胃肠有刺激作用，导致生物利用度低，应用受到了限制．环糊精是由葡萄糖基以１，４糖甘键连成的中空筒状化合物，具有疏水的内腔和亲水的外表面，可有效地包结各种客体分子，从而能改变客体分子的状态、稳定性、溶解度等理化特性［１］，文献曾经报道β＿环糊精与药物形成包结物，可提高溶解度［２］及降低对胃的刺激性［３］．近来用电化学方法研究环糊精的报道日渐增多［４，５］．本文用极谱法研究了β＿…     

光控释药型药物递送系统的研究进展

释药可控的药物递送系统能够在特定刺激条件下,在时间和空间上精确实现在病灶处释放包载的药物分子,具有药物利用率高、毒副作用低等诸多优点,为各种重大疾病,如肿瘤的精准治疗提供了新思路.在众多的可控释药递送系统中,利用特定光照控制药物释放的光控释药型药物递送系统展现出广阔的应用潜力,受到研究者的广泛关注.近年来,基于不同光响应机理的光控释药型药物递送系统被设计开发用于药物的精确可控释放,本文介绍了四种光敏感基团的不同光响应机理,对基于不同光响应机理的光控释药型药物递送系统的研究进展进行了综述,指出现有光控释药型药物递送系统存在的问题及对未来的研究方向进行了展望.     

简便高效的超分子多肽治疗策略

在众多疾病治疗药物中,多肽药物以其高活性、特异性与低毒副作用等优点受到广泛关注.然而,稳定性差和体内半衰期短制约了多肽药物的临床发展.最近,国家纳米科学中心易宇、赵宇亮与清华大学王华、张希等合作,提出了一种简便高效的超分子多肽治疗策略.以含有葫芦[7]脲的聚乙二醇为载体,通过N端含苯丙氨酸的多肽与葫芦[7]脲的主客体相互作用,构筑了超分子多肽纳米药物,用于抗肿瘤多肽的体内输送.与单纯多肽药物相比,超分子多肽纳米药物毒副作用减小,在血液循环中稳定性增强,并且更易于在肿瘤部位富集,实现了良好的抑制肿瘤生长效果.该研究为超分子化学在多肽和蛋白类药物递送方面的应用提供了新思路,具有显著的临床转化应用前景.     

高分子键合康普瑞汀A4血管阻断剂纳米药物

血管阻断剂(VDAs)因其在实体肿瘤治疗中的巨大潜力而引起人们的广泛关注.本文针对本课题组近年来在高分子血管阻断剂纳米药物抗肿瘤治疗方面的基础研究进行了总结.首先发现了纳米药物的瘤内低渗透性可显著提高血管阻断剂的肿瘤血管靶向性和抑瘤能力,进而构建了高分子血管阻断剂纳米药物;其次针对高分子血管阻断剂纳米药物治疗所引起的不利宿主反应,引入小分子抑制剂或激动剂进行联合治疗;然后利用其调控肿瘤微环境并创建肿瘤选择性药物激活递送系统;最后针对其治疗所产生的肿瘤凝血微环境提出了新的主动靶向策略——链式自放大肿瘤靶向,实现了高效的肿瘤靶向药物递送.这项工作突出了高分子血管阻断剂纳米药物在肿瘤治疗中的潜力,并对其未来研究方向作了简要展望,以促进其临床转化.     

基于环糊精的农药吸附剂的研究进展

农药的研发与使用极大地提高了农作物的产量,为解决人类温饱、改善人类生活品质做出了贡献。但是,农药广泛残留于农副产品以及土壤和水体中,造成的污染日趋严重。残留的农药通常具有微量致毒、难生物降解、生物累积等特性,对生物健康与生态系统造成了巨大威胁。高效检测微量农药、减小污染危害是亟待解决的问题。吸附法具有成本低、操作简单、稳定性强、可重复性强的特点,在农药分离预富集领域得到了广泛关注。作为一种常用的农药吸附剂材料,环糊精是一类具有空腔的超分子化合物,能够作为主体通过主客体作用形成包合物;另外,可以通过醚化、酯化、氧化等化学反应对环糊精进行后修饰以提高其吸附性能。疏水作用、静电作用、范德华力、氢键作用、立体效应协同促进对农药的吸附。环糊精在农药吸附领域已经取得了一定进展,但是目前还没有基于环糊精的农药吸附剂的综述。该文针对杀菌剂、杀虫剂、除草剂、植物生长调节剂这4类农药,系统性地评述了基于环糊精的农药吸附剂的制备、吸附机理及应用,目前存在个别吸附剂吸附容量不高、降解机理不明确、降解产物对环境不友好、容易造成二次污染的问题,研发高吸附容量、易回收、易分离、易再生的基于环糊精的农药吸附剂是未来的主要研究方向。     

环糊精聚合物在药物研究中的应用

环糊精聚合物既保持了环糊精包结、缓控释、催化和识别的能力,又兼具高聚物良好的机械强度、较好的稳定性和化学可调性,是一类很有潜力的功能高分子材料,引起了越来越多的关注。本文在概述了国内外关于环糊精高分子的类型及合成方法的基础上,重点综述了环糊精高聚物在药物的手性分离、分子印迹技术、给药系统以及在提高药物溶解度等方面的最新的研究进展。     

β-环糊精功能化碳纳米管高效催化氧化肉桂油制备天然苯甲醛

天然苯甲醛是一类重要的食品添加剂.在温和液相反应条件下催化氧化肉桂醛制天然苯甲醛是一个有效的手段,但该过程需要活性高、选择性好和易循环利用的高效催化剂.环糊精(CD)一般是由6-8个D-吡喃葡萄糖单元构成,具有"内疏水、外亲水"的特殊结构,能够与尺寸和形状相近的分子通过分子间的非共价键作用力(如氢键、范德华力及疏水性作用力)形成主客体分子包结物.利用环糊精模拟天然酶来提高反应活性和产物选择性一直是研究者追求的目标,并已被广泛用于调控不同的有机反应过程,如氧化、还原、水解和开环等反应.然而,由于β-环糊精易溶于水,需要将其固载至合适的载体上才能实现其循环重复利用.近年,文献中报道了将β-环糊精固定至纤维素或壳聚糖用于催化肉桂油制天然苯甲醛,结果表明,环糊精与载体的功能基团通过弱相互作用的协同能明显提高肉桂醛氧化性能.然而,从实际应用角度看,这些催化剂的循环使用性能和机械强度还需进一步增强.碳纳米管具有良好的化学稳定性、较强的机械性能和环境兼容性,广泛应用于液相吸附或反应系统.例如,碳纳米管作为一种无金属催化剂被成功用于芳族烃和烷烃的氧化脱氢、氧还原反应、烃或酚的氧化和氨分解以及催化苯甲醇制备苯甲醛等反应体系中.基于环糊精能通过形成主客体包结物的形式明显提高反应选择性,以及多壁碳纳米管能通过形成共轭配合物的形式对溶液中芳香化合物具有良好的吸附能力,本文制备了一种β-环糊精功能化多壁碳纳米管,并将其成功用于溶液中肉桂油催化氧化制天然苯甲醛的反应.β-环糊精功能化碳纳米管表现出比环糊精聚合物催化剂更优异的催化性能,在10 min内,肉桂醛转化率和天然苯甲醛选择性能分别达到95%和85%,并且反应体系的活化能从45.66 kJ/mol降至16.33 kJ/mol.循环使用结果显示,这种复合催化剂还具有良好的稳定性和可循环使用性.利用拉曼光谱、透射电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积和热重分析对催化剂进行了系统表征.结果表明,多壁碳纳米管和β-环糊精的协同催化作用是其具有高效催化性能的重要原因.为了进一步研究其催化反应机理,利用量子化学计算对主客体之间的相互作用力进行了探究.结果表明,肉桂醛易通过电子相互作用力吸附至碳纳米管表面,由于环糊精空腔的弱相互作用力更强,肉桂醛更容易进入环糊精空腔,通过环糊精上的羟基与肉桂醛之间O?H···O的氢键相互作用,并通过体系生成的高碳酸根氧化剂(HCO4-),促使肉桂醛C=C不饱和双键断裂生成苯甲醛,而生成的苯甲醛与环糊精之间的弱相互作用低于肉桂醛与环糊精之间的相互作用,苯甲醛可迅速地离开环糊精空腔.因而,β-环糊精和碳纳米管的协同作用可明显提高底物选择性.