王丽秋[1]2003年在《水溶性3H-吲哚菁型生物荧光标示染料的研究》文中研究说明随着生命科学的发展，迫切需要高灵敏度的分析检测方法。生物分子的荧光标记是继同位素标记后出现的快速方便的生物分子分析手段。二十世纪八十年代中期发展起来的基于荧光标记的DNA自动测序技术，已成为生命科学研究的重要里程碑。但目前仍需在荧光分析灵敏度和可靠性上进一步提高。3H-吲哚菁染料具有摩尔消光系数大(10~5L/mol·cm)、与生物基质结合后荧光增强(如与DNA结合后荧光增强25倍)、最大吸收波长可在400-1700 nm、调谐范围大、易于合成得到近红外荧光染料等优点，已成为新一代高灵敏荧光标示剂。但光稳定性差，影响分析的可靠性，是其不足。 本文以吲哚菁染料为母体，希望在分子拥有良好的荧光性能的同时，从两个方面改变染料的结构以提高耐光稳定性。首先将已有的N-羧戊基改变为N-对羧苄基，设计了具有下列通式中的1-3类系列线性多甲川3H-吲哚菁染料；在引入对羧苄基后，将方酸环或六元环引入分子的多甲川链中，设计了新型方酸菁染料和含氯六元桥环吲哚菁染料4-5，其结构通式如下： 这些新型3H-吲哚菁染料化合物的结构特点是分子中吲哚环N原子上的取代基至少有一个为对羧苄基，羧基与5位上的磺酸基团使分子具有良好的水溶性，其中的羧基为染料提供能与含游离氨基化合物共价结合的基团。 本文从对氨基苯磺酸出发，经重氮化、还原、与3-甲基-2-丁酮环合、进一步转化为钾盐后，以对氯甲基苯甲酸为吲哚环中氮原子上的季铵盐化试剂，首先合成了新染料中间体N-对羧苄基-2，3，3-叁甲基-3H-吲哚啉-5-磺酸钾。通过该中间体与不同的缩合剂及其自身或另一种中间体进行缩合反应，合成得到了相应的上述系列目标染料化合物，并研究出适宜的分离与制备方法，经分离提 大连理工大学博士论文纯后，通过’H NMR、ESI－MS等对染料进行了结构表征。 光谱性能测试结果表明：染料的摩尔消光系数在 10’L／mol（m以上，新型叁甲川蓄染料的最大吸收及荧光发射波长在540．600 urn之间，五甲）］l和六甲川染料的波长在近红外区。在溶液状态下，分子中氮原子上的取代基、甲 j！！链的长短、链中桥环及所用的溶剂影响着染料的吸收及荧光发射的波长和强度。研究表明，氮原子上的取代基改为对装等基后，线性多甲）h3H一吃呢蓄染料的最大吸收及荧光发射波长红移：引入方酸环后蓝移：引入含氯六元桥环时红移。在DMF和 DMSO溶剂中染料的吸收及荧光发射波长较大，在水中最小。在4。pH、10范围内N一对簸等基方酿着染料水溶液的最大吸收及荧光发射波长保持不变，吸收及发射强度却随pH值的不同而发生改变；与在水溶液中相比，在碳酸盐缓冲溶液中染料的荧光发射强度有所增大，在牛血清白蛋白缓冲溶液中吸收及荧光发射波长发生红移，吸收强度最小，荧光则最强。 无机氧化物是研究染料在固态下光谱性能的良好基质。与在水溶液中相比，染料在 SIOZ和 TIOZ固态基质中的最大吸收及荧光发射波长红移；在 SIOZ基质中荧光增强；在纳米 n。中，荧光强度减弱或粹灭，N一对装书基方酸美染料的最大吸收出现了双重峰，双峰的吸收强度随光照次数增加同时发生相对反方向的变化。经实验证明，在光的作用下，N一对枝节基方酸脊染料分于中的对接节基、方酸环和TIOZ导电玻璃的纳米孔穴彼此之间的相互作用产生了分于的结构或电荷分离态形式的不同，是产生这种光致效应的主要原因。 在距 40 W灯 125 cm处照射 75 h后的稳定性测试结果表明，与己有 N．按成基呗保蓄染料相比，系列新型N一对核等基一3H一吼跺蓄染料具有较好的光稳定性，这可能是因为对核书基的空间位阻较大，减少了单线态氧进攻甲川链的几率，从而使染料的光稳定性增加。 将近红外N一对核茉基一3H一哨跺方酸着染料转化为摇滚酸亚胺酯，在常温下用于赖氨酸、牛磺酸、个服及牛血清白蛋白的荧光标记。质谱、蛋白电泳及HPLC荧光检测分析结果证实，该染料可用于这类样品的荧光标记，对赖氨酸。牛磺酸和千胺的标记反应转化率为 100％。牛血清白蛋白的荧光标记结果证实产物具有很高的荧光检测响应值，最低平均检测限可达 1．44X 10”‘’mol几。 设计、合成的新荧光染料具有较好的水溶性、光稳定性和荧光性能，可望在生物分子标记、分析和分离等领域中得到重要应用。
宋波[2]2009年在《水溶性吲哚方酸菁染料的合成及性能研究》文中提出在近红外区内,荧光分析技术在组织细胞体内应用更充分,获得检测结果更理想。菁染料光谱性能优良,可通过增加甲川链长度,获得近红外菁染料。但随着甲川链的增长,染料光稳定性下降。另外,由于被标示的基质溶在水中,有机溶剂对敏感的基质会产生有害影响,所以生物分子荧光探针应为水溶性的。为此本论文合成了一系列水溶性对称和不对称吲哚方酸菁荧光染料,研究了分子结构与染料光谱性能,尤其是稳定性之间的关系。为了性能对比,合成了非水溶性吲哚方酸菁和链状五甲川菁染料。在合成过程中发现,固相法合成水溶性不对称吲哚方酸菁染料,产率接近传统两步法的2倍,为一种更适合的不对称染料的合成方法。不同溶剂中,方酸菁染料最大吸收和发射波长在628～672 nm之间,Stokes位移在10～17 nm之间；链状五甲川菁染料的最大吸收和发射波长在646～687 nm之间,Stokes位移在18～27 nm之间；非水溶性对称方酸菁染料最大吸收和发射波长在621～658 nm之间,N-苄基取代染料Stokes位移在7-19 nm之间。本论文所合成菁染料摩尔消光系数均大于105 mol-1·cm-1·L,水中荧光量子产率低于在其它极性有机溶剂中荧光量子产率。质子性溶剂中,染料表现为负向溶剂化效应。光稳定性实验证明,染料吲哚环N位脂烷基长度增加,染料稳定性下降,N位取代基上引入羧基,稳定性提高。向甲川链上引入方酸环、向吲哚环N位引入空间体积较大的苄基,都能够提高染料的光稳定性,苄基上连有吸电子基时,染料的稳定性得到进一步改善。N-羧苄基水溶性吲哚方酸菁染料的光漂白常数k约为商品化的荧光探针N-羧戊基染料的1／3,采用重结晶方法即可获得高纯度染料,为后续生物分析的实际应用奠定了基础。水溶性对称吲哚方酸菁染料在阳离子和非离子表面活性剂溶液中,随着胶束的形成,染料的最大吸收和发射光谱发生红移、荧光强度和荧光量子产率大幅度增加、光稳定性提高,阳离子表面活性剂对染料的作用更明显,连有羧基的染料受影响程度最大。提出染料在表面活性剂胶束中的嵌入和吸附模型,对染料在胶束中的行为进行了解释。水溶性不对称吲哚方酸菁染料在强酸强碱性水溶液中吸光度明显减小,pH=4时发生较明显的聚集。非水溶性菁染料在生物标记常用的有机溶剂DMF和DMSO的水溶液中,聚集随水量的增加而增强。含羧基染料在酸性溶液中形成较强烈的聚集。非水溶性菁染料在DMF中的光稳定性高于在甲醇中的光稳定性。通过对比,非水溶性菁染料在DMF中的光稳定性比相应的水溶性方酸菁染料高,而甲醇中水溶性方酸菁染料更稳定。
张鹏超[3]2017年在《新型水溶性对称五甲川吲哚菁染料的合成及生物应用究》文中提出目的:吲哚菁染料是一种近红外荧光染料,具有量子产率高、摩尔消光系数大、多共轭结构特征、信噪比高、光谱范围广、无放射性等优点,已应用于多个领域,尤其在生物医学领域,可用于基因探测、蛋白检测、肿瘤靶向治疗、光动力学治疗、荧光探针等方面。随着生物技术的发展,已合成的吲哚菁染料不论在性能上、还是在数量上均不能满足应用的需求。因此,研究开发性质优良的吲哚菁染料,对生物医学领域有着重要意义。本文设计合成一系列吲哚菁染料,在两端吲哚“N”原子上连接非离子亲水基团PEG长醚链,合成对称性五甲川吲哚菁染料,研究引入基团后对染料的合成方法、分离提纯、光学性质及生物应用的影响,期望得到合成简单、分离提纯容易、水溶性更好、光学性质更加优良的吲哚菁染料。方法:以对溴甲基苯甲酸、4-磺酸基苯肼、聚叁乙二醇、对甲基苯磺酰氯等为原料,采用“半菁法”合成一种五甲川吲哚菁染料Cy5-668和一种叁甲川吲哚菁染料,用C18正相硅胶分离柱分离提纯。以4-磺酸基苯肼、3-甲基-2-丁酮、聚叁乙二醇、对甲基苯磺酰氯、3,5-二羟基苯甲酸甲酯等为原料,采用“一步法”合成两种对称性五甲川吲哚菁染料,用甲醇、乙醚重结晶分离提纯。用荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计测定化合物的荧光发射光谱和紫外吸收光谱,用碘钨灯照射测染料的光稳定性曲线,测定两种染料Cy5-666-1和Cy5-668在不同pH环境下荧光光谱和紫外光谱的变化。对四种染料进行活化得到活化酯,用于标记牛血清蛋白,计算染料-蛋白标示率。用两种对称性五甲川吲哚菁染Cy5-666-1和Cy5-666-2对活细胞和固定细胞进行染色,观察染色后细胞在荧光显微镜下的成像。结果:合成了4种新型水溶性荧光染料及20余种中间体,经~1H NMR和MS表征确定为目标化合物。Cy5-666-1的最大吸收波长为653 nm,最大发射波长为666 nm,摩尔消光系数为1.5×10~5/M~(-1)cm~(-1),荧光量子产率为0.093;Cy5-666-2的最大吸收波长为649 nm,最大发射波长为666 nm,摩尔消光系数为1.4×10~5/M~(-1)cm~(-1),荧光量子产率为0.082;Cy5-668的最大吸收波长为647 nm,最大发射波长为668 nm,摩尔消光系数为1.4×10~5/M~(-1)cm~(-1),荧光量子产率为0.09;Cy3-569的最大吸收波长为554 nm,最大发射波长为569 nm,摩尔消光系数为0.9×10~5/M~(-1)cm~(-1),荧光量子产率为0.07。4种染料均具有良好的水溶性及较高的光稳定性,明显高于参比染料,稳定性次序依次为Cy3-569>C y5-666-1>Cy5-666-2>Cy5-668。不同pH环境下Cy5-666-1呈现不同的荧光强度,当pH值在7.2附近时,荧光强度最大,在强酸或者强碱条件下,荧光强度减弱。Cy5-668也呈现不同的荧光性能,在酸性及弱碱性条件下,荧光强度基本不变,在强碱条件下,荧光减弱,当pH值达到13时,染料荧光强度急剧下降。用四种染料的活化酯以不同摩尔比标记牛血清蛋白,当n(染料):n(牛血清白蛋白)=5:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为1.35、1.26、1.13、1.16,当n(染料):n(牛血清白蛋白)=10:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为1.89、1.76、1.59、1.61。,当n(染料):n(牛血清白蛋白)=15:1时,Cy5-666-1、Cy5-666-2、Cy5-668、Cy3-569对蛋白的标示率分别为2.23、2.21、2.02、2.04。Cy5-666-1对固定细胞和活细胞染色具有明显的差异性,固定细胞染色可发现染料穿过细胞膜,进入细胞质,聚集在细胞核上,可看清整个细胞被染色。活细胞染色可发现染料聚集在细胞膜上,有少量的染料透过细胞膜进入细胞质,可看清细胞外围的大概轮廓,由此,可明显区别活细胞和固定细胞。结论:在两端吲哚环“N”原子上引入两个PEG长醚链非离子亲水性基团,可有效减少合成步骤,降低分离提纯难度,具有良好的水溶性,荧光量子产率高,摩尔消光系数大等。与不含该基团的Cy5-668相比,具有更好的光稳定性,对牛血清白蛋白的标示率高,可对活体细胞和固定细胞有效染色,且活体细胞和固定细胞的细胞成像有明显区别,在蛋白标记、免疫荧光等生物医学研究领域有广阔的应用开发前景。
付义乐[4]2008年在《吲哚菁染料的设计，合成及光谱、热力学性质研究》文中研究说明吲哚菁染料具有摩尔消光系数大、荧光量子产率高、稳定性较好、熔点低以及最大吸收波长可调谐范围大等特点,已成为在生物荧光检测分析、光学非线性材料、红外激光染料以及光盘记录介质等方面应用最为活跃的染料品种之一。本论文介绍了吲哚菁染料的结构和分类,综述了水溶性吲哚菁染料的合成进展及吲哚菁染料的应用现状。以2-甲基乙酰乙酸乙酯为原料,经过烷基化、水解、加热失羧等一系列反应制备了5-甲基-6-酮庚磺酸,并以此采用Fisher合成法制备了一种新的染料中间体:1,2,3-叁甲基-3-丁磺酸基-3H-吲哚啉-5-磺酸盐,通过该中间体与缩合剂反应合成了2种新型的易溶于水的吲哚菁染料,通过~1H NMR,IR,MS,UV-vis确证了产物的结构。研究了2种染料在不同溶剂中的紫外-可见吸收光谱性质及其在醇溶液中的热稳定性,结果表明:随着溶剂折射率的增大,染料的最大吸收波长有一定的红移;2种染料在30～65℃温度范围内是比较稳定的。研究了2种染料与DNA、BSA在水中的非共价键合相互作用,荧光光谱测试结果表明:2种易溶于水的吲哚菁染料与DNA、BSA非共价键合后荧光强度均增强,尤其与BSA非共价键合后荧光强度大幅度增加。采用紫外-可见吸收光谱法研究了3种苯并吲哚碳菁染料在50%甲醇-水溶液中的聚集行为。结果表明,3种染料在50%甲醇-水溶液中存在着单体与二聚体的平衡,其二聚的聚集热在温度为25.0～49.0℃范围内分别为-42.5,-15.1,-18.9kJ/mol。通过理论计算优化了3种染料的几何构型,分析了染料结构对染料分子聚集的影响。
陈辉[5]2016年在《水溶性苯乙烯半菁染料的合成及光谱性能研究》文中研究指明菁染料具有摩尔消光系数大、荧光量子产率高、易于合成的特点,由于菁染料具有这些优点,近年来被广泛应用到生物领域。水溶性吲哚苯乙烯半菁染料的合成:以对肼基苯磺酸和3-甲基2-丁酮为初始原料合成了2,3,3-叁甲基-3H-吲哚-5-磺酸,然后与氢氧化钾反应合成钾盐,再与叁种烷基化试剂反应合成含吲哚核的杂环中间体,分别为N位乙基取代季铵盐、羧苄基取代季铵盐和苄基取代季铵盐,然后通过中间体与对氯苯甲醛、对甲氧基苯甲醛和对二甲氨基苯甲醛缩合得到5种苯乙烯半菁染料,重结晶,提纯,并利用1H NMR,IR和MS方法对产物进行了结构表征,结果确定为目标化合物结构。大多数菁染料稳定性差、水溶性差、stokes位移小,本文设计合成的5种水溶性苯乙烯半菁染料了克服这些缺点,在合成过程中芳醛与吲哚杂环季铵盐反应活性顺序为对氯苯甲醛>对氧基苯甲醛>对氨基苯甲醛。研究了染料的光谱性能,结果表明在苯乙烯环上引入二甲氨基,会有效的增加染料的稳定性,并且使染料的最大紫外-吸收波长和荧光发射波长红移。在苯乙烯环上引入Cl原子会使染料的stokes位移达到了100 nm。选择了光稳定性好的苯乙烯半菁染料作为研究对象,让其与BSA结合后进行了一系列的光谱性能测试,发现染料与BSA作用后荧光强度增强了2倍,在强酸环境中荧光强度可达10倍。
杨琛[6]2012年在《基于8-8H-苊并[1，2-b]吡咯-9-腈为母体结构合成的近红外染料及其光谱性质研究》文中指出近红外染料是一类非常重要的有机功能染料,主要是指吸收波长在近红外区700nm以上的染料,近红外染料的开发对于利用太阳光谱中的红外光区域十分重要。近红外染料用途广泛,除作为光吸收剂用于DSC之外,还可以用于激光防护、高分子材料的防老化、光盘记录、红外激光调Q染料、隐身材料等,另外也可以用来制备用于夜视兼容照明器件的近红外滤光片等等。近年来,以8-8H-苊并[1,2-b]吡咯-9-腈为母体合成了许多具有特殊功能的染料,应用于荧光标记及生物分析领域。8-8H-苊并[1,2-b]吡咯-9-腈是以苊二醌为起始原料,经过与丙二腈反应,在碱的作用下发生环合反应而合成的,亲核基团是由2-甲基苯并噻唑、2-甲基苯并恶唑和2,3,3-叁甲基-3H-吲哚分别与碘乙烷和1,3-丙烷磺内酯合成。最后,亲核基团与母体结构通过亲核取代反应合成了五种近红外染料。我们对实验条件中的溶剂和碱催化剂进行了优化,选择了DMSO和乙腈作为溶剂,碳酸钾为碱催化剂。染料的光谱性质是染料性能优劣的风向标,我们测定了五种近红外染料的吸收光谱和摩尔消光系数,分析了染料在不同溶剂中的吸收光谱及影响光谱的因素。参照目前合成的染料的性质,对染料结构进行修饰,以提升染料各方面的性能,为课题组日后的工作打下坚实基础,以使研究工作具有良好的延续性。
冯超[7]2014年在《基于壳聚糖的纳米凝胶口服药物输送载体的构建及其透粘膜机理的研究》文中提出化学治疗是抑制恶性肿瘤最常用也是最有效的治疗方式。目前，大多数用于化学治疗的抗癌药物一般采用静脉滴注的给药方式。静脉滴注的给药方式虽然直接有效，但同时也具有耗时长，副作用大，无法连续治疗的缺点。口服抗癌药物相对施药方便，耗时短，病患依从度高，但胃肠道和肝脏的首过效应使得口服化学疗法难以实现。壳聚糖(Chitosan, CS)作为一种天然的阳离子多糖，具有良好的生物相容性和组织亲和性，它能够可逆性的打开小肠上皮细胞间紧密连接，使药物通过细胞旁途径进入人体循环，在口服药物输送领域具有较好的应用前景。对CS进行羧甲基化修饰，制备出中性条件下可溶的羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan, CMCS）,红外光谱检测证实了羧甲基基团成功连接在壳聚糖分子骨架上，乌氏粘度法测定CMCS的分子量为12kDa，元素分析结果表明CMCS的脱乙酰度和羧甲基取代度分别为81%和92%。分别以3H-吲哚菁型生物荧光标示染料（Cy3NHS Ester）和异硫氰酸荧光素（FITC）为荧光标记，共价连接在CS和CMCS主链上（Cy3-CS，FITC-CMCS）,用于对载体材料定位示踪。以离子交联法制备CS纳米凝胶（CS-nanogels，CS-NGs），平均粒径和zeta电位分别为187.8nm和+33.4mV，以聚电解质凝聚法合成了CS/CMCS纳米凝胶（CS/CMCS-nanogels, CS/CMCS-NGs），平均粒径和zeta电位分别为202.4nm和-40.7mV。透射电镜观察CS-NGs和CS/CMCS-NGs均为球形，其中CS/CMCS-NGs形状规则，粒径大小均一，分散均匀，而离子交联法制得的CS-NGs为不规则球形，粒径分布较宽，并有团聚现象出现。溶血实验表明，CS-NGs和CS/CMCS-NGs的红细胞溶血率均低于5%，符合医用材料对于溶血率的要求。蛋白吸附实验表明，CS-NGs和CS/CMCS-NGs对牛血清蛋白（Bovine serumalbumin， BSA）的非特异性吸附率较低，结合溶血实验结果表明两种纳米凝胶有较好的血液相容性。采用MTT法检测了CS-NGs和CS/CMCS-NGs的细胞毒性，结果表明两种纳米凝胶对胎鼠成纤维细胞（MEFs）、人脐静脉内皮细胞（HUVEC）、人结直肠腺癌细胞（Caco-2）具有良好的细胞相容性，当浓度为1000μg/mL时，对人乳腺癌细胞（MCF-7）表现出潜在的细胞毒性。以盐酸阿霉素（Doxorubicin hydrochloride，DOX）为模型药物，通过离子交联/聚电解质凝聚法结合透析的方法制备了包载DOX的壳聚糖纳米凝胶（DOX:CS-NGs）和包载DOX的壳聚糖/羧甲基壳聚糖纳米凝胶（DOX:CS/CMCS-NGs），其平均粒径分别为209.6nm和279.3nm；zeta电位分别为32.8mv和-33.8mv；DOX包封率分别为35.43%和72.87%；DOX包载量分别为14.9%和21.4%。利用透析法研究DOX:CS-NGs和DOX:CS/CMCS-NGs在连续的胃肠道模拟液中的释药行为，结果表明，在胃模拟液（pH1.2）中，DOX:CS-NGs的药物释放速率明显高于DOX:CS/CMCS-NGs，2h内，DOX:CS-NGs和DOX:CS/CMCS-NGs的药物累积释放率分别为32.4%和12.6%；随着释药介质依次改变为十二指肠模拟液（pH6.0，2h），空肠模拟液（pH7.0，2h），DOX:CS-NGs和DOX:CS/CMCS-NGs的药物释放速率较慢且大致相同，二者的药物累计释放率分别为，十二指肠模拟液：DOX:CS-NGs42.3%，DOX:CS/CMCS-NGs22.4%；空肠模拟液： DOX:CS-NGs61.2%，DOX:CS/CMCS-NGs38.7%，当释药介质改变为回肠/小肠上皮细胞间隙模拟液（pH7.4，2h）后，DOX:CS-NGs和DOX:CS/CMCS-NGs的释药速率加快，其终点药物累计释药率为87.6%和81.4%。以上结果表明，与DOX:CS-NGs相比，DOX:CS/CMCS-NGs能够有效降低药物在胃酸环境下的突释，将药物定向输送至小肠部位,在进入小肠上皮细胞间隙后释放药物。以小肠囊法分别研究了DOX:CS/CMCS-NGs和DOX:CS-NGs在大鼠不同肠段中的粘膜粘附性及通透，结果表明，DOX:CS/CMCS-NGs在十二指肠、空肠以及回肠部位能够有效促进相应肠段对DOX的粘附及吸收，其药物透过率和粘附率分别为DOX:CS-NGs的1-3.2倍和1.1–2.4倍。以传统静脉注射DOX作为对照，分别对小鼠进行口服DOX溶液、DOX:CS-NGs以及DOX:CS/CMCS-NGs，研究了四种剂型的药代动力学和组织分布，结果表明，DOX:CS/CMCS-NGs能够有效提高DOX的口服生物利用度，其绝对生物利用度为42%，是口服的6倍DOX，口服DOX:CS-NGs的1.75倍。口服DOX:CS/CMCS-NGs24h后，在小鼠的肝脏、脾脏、肺部仍可检测到DOX，且含量远高于其他叁种剂型，表明DOX:CS/CMCS-NGs能够显着延长DOX在体内的循环时间。以小鼠为动物模型，通过分别在1d和15d两次给药的方式，研究了25天内静脉注射DOX、口服空白CS/CMCS-NGs以及口服DOX:CS/CMCS-NGs的对小鼠的心肾脏毒性，测量小鼠的体重以及心肾重量和生化指标，结果表明，与传统静脉注射DOX相比，口服DOX:CS/CMCS-NGs能够显着减小DOX的心肾毒性。利用Caco-2细胞对双荧光纳米凝胶（Cy3-CS/FITC-CMCS-NGs）的摄取和转运的方式和途径进行了定性和定量研究，结果表明，Caco-2细胞对Cy3-CS/FITC-CMCS-NGs的摄取和转运主要是一种主动运输，主要通过网格蛋白介导的内吞方式进行。分别研究了CS、CMCS以及CS/CMCS-NGs在不同pH值环境下对钙离子的螯合作用，结果表明，叁种材料对钙离子的螯合能力随pH值的升高而加强，其对钙离子的螯合能力为CS/CMCS-NGs＞CMCS＞CS，表明CS/CMCS-NGs对钙离子具有的较高的螯合能力主要归因于纳米凝胶的3D结构中和CMCS组分。利用Caco-2致密单层构建小肠吸收模型，研究了DOX:CS/CMCS-NGs经细胞旁途径透粘膜的机理，结果表明，纳米凝胶的CS和CMCS组分均能够可逆性降低Caco-2致密单层的跨膜电阻（Transepithelialelectrical resistance, TEER），使药物经肠道通过细胞旁途径进入体循环，其中，CS降低TEER的幅度随pH的升高（pH6.6-pH7.4）而减小，而CMCS降低TEER的幅度随pH值的升高（pH6.6-pH7.4）而增大。向DOX:CS/CMCS-NGs中加入钙离子后，Caco-2的TEER的降低幅度显着减小，结合纳米凝胶及其组分对钙离子的螯合作用表明，DOX:CS/CMCS-NGs经细胞旁途径透粘膜作用归因于其CS和CMCS组分的协同作用，在弱酸性（pH＜7）条件下，即十二指肠环境中，DOX:CS/CMCS-NGs中质子化的CS组分能够打开细胞间紧密连接，同时，部分去质子化的CMCS组分能够螯合钙离子，打开细胞间粘合连接进而促进药物通过细胞旁途径进入体循环；在中性及弱碱性条件（pH≥7）下，即空肠和回肠环境中，CS组分去质子化，打开细胞间紧密连接的能力减弱，而完全去质子化的CMCS组分螯合钙离子能力增强，确保药物的持续吸收。采用离子交联结合滴注法和乳化法的方式以将DOX:CS/CMCS-NGs固定于多层海藻酸钙胶球（Multilayer alginate bead, M-ALG-Bead）中，得到载药纳米凝胶固定化多层球（NGs-M-ALG-Bead）,利用响应面分析的方法优化制备过程，结果表明，NGs-M-ALG-Bead对DOX的包封率与海藻酸钠的浓度、氯化钙浓度以及DOX:CS/CMCS-NGs浓度有关而与多层球的层数无关，当海藻酸钠的浓度为3.44%，氯化钙浓度为3.23%，DOX:CS/CMCS-NGs浓度为0.3%时，得到最高的药物包封率（97.21%）。不同层数的NGs-M-ALG-Bead的溶胀实验及NGs-M-ALG-Bead在连续胃肠道模拟液中的释药动力学表明，4层的NGs-M-ALG-Beads在胃酸环境下最稳定，其溶胀率和药物累计释放率分别5%和3.8%，有利于提高剂型在小肠部位处的有效浓度，而在小肠部位，随着海藻酸钠多层球的解体，完整的DOX:CS/CMCS-NGs被逐渐释放出来，有利于延长DOX:CS/CMCS-NGs与小肠上皮粘膜的接触时间，提高小肠对药物的吸收效果，离体小肠粘附性和通透性实验表明，NGs-M-ALG-Beads能够有效提高DOX:CS/CMCS-NGs的粘膜粘附率和药物通透率，分别为游离DOX:CS/CMCS-NGs的1.07-1.15倍和1.28-1.38倍。本文以壳聚糖及其水溶性衍生物羧甲基壳聚糖为原料，制备了一种壳聚糖/羧甲基壳聚糖纳米凝胶用于口服药物的输送。通过体外、体内实验评估了该材料的粘膜粘附性、通透性以及生物安全性并研究了其透粘膜机理。通过将该纳米凝胶固定于海藻酸钙多层球中，进一步提高了药物的输送效率，结果证明该纳米凝胶有望成为一种安全有效的药物口服输送载体。
参考文献：
[1]. 水溶性3H-吲哚菁型生物荧光标示染料的研究[D]. 王丽秋. 大连理工大学. 2003
[2]. 水溶性吲哚方酸菁染料的合成及性能研究[D]. 宋波. 大连理工大学. 2009
[3]. 新型水溶性对称五甲川吲哚菁染料的合成及生物应用究[D]. 张鹏超. 河南大学. 2017
[4]. 吲哚菁染料的设计，合成及光谱、热力学性质研究[D]. 付义乐. 西北大学. 2008
[5]. 水溶性苯乙烯半菁染料的合成及光谱性能研究[D]. 陈辉. 齐齐哈尔大学. 2016
[6]. 基于8-8H-苊并[1，2-b]吡咯-9-腈为母体结构合成的近红外染料及其光谱性质研究[D]. 杨琛. 中南大学. 2012
[7]. 基于壳聚糖的纳米凝胶口服药物输送载体的构建及其透粘膜机理的研究[D]. 冯超. 中国海洋大学. 2014
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