开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
细菌细胞膜修饰的载药PLAG纳米颗粒的制备
- 拟研究或解决的问题
制备细菌细胞膜修饰的载药PLAG纳米颗粒,并对其表征进行验证。
- 选题思路
纳米载体是通过包埋或吸附等手段,将药物整合于纳米材料之上,形成载药纳米颗粒,从而实现药物递送的一种手段。不同于一般的载药手段,纳米载体具有粒径小、高载药率、可控释、被动靶向等显著优点,同时,通过在纳米载体表面修饰功能基团,如多肽、叶酸、荧光素等,为疾病的诊断和治疗提供了极大的便利。然而,由于机体免疫原性等因素的影响,使得纳米材料易被免疫系统识别清除,从而对纳米载药的临床应用造成了影响。近些年来,受到自然界生物系统的启发,一种具有细胞膜涂层的纳米载药系统引起了科学家的兴趣。该载药系统由天然生物膜壳层与载药纳米核心组成,能够逃过免疫系统的检测、延长药物的血液循环时间,同时由于不同种类的生物膜其表面具有不同的受体蛋白或信号分子,使得药物的靶向性得到极大提高,从而提高了药物治疗的效率。
- 研究背景
1 生物膜修饰的载药纳米颗粒的组成
生物膜修饰的载药纳米颗粒主要由细胞膜外壳和内部的功能性纳米核心组成。生物膜外壳可以为红细胞膜、白细胞膜、干细胞膜、肿瘤细胞膜等。不同的生物膜,在药物靶向及逃离免疫监视方面有着不同的作用。例如,红细胞膜表面的CD47分子【1】,能够使药物逃过免疫系统的监视,从而极大地改善药物的生物相容性及生物可降解性,同时延长药物在血液循环中的时间;而肿瘤细胞由于其同源靶向性和同源吸附性,能够使药物定向传递至病灶,从而增大对肿瘤细胞的杀伤能力,减少对正常细胞的副作用。而纳米核心既可以由PLGA、明胶和脂质体等有机物做成,也可以由Au、Cu、Fe3O4等无机物组成【2】。
2 生物膜修饰的载药纳米颗粒的制备
生物膜修饰的载药纳米颗粒的制备主要有以下三个步骤【3】:制备载药纳米核心、提取所需生物膜、将二者组合成“核-壳”结构。由于部分药物的特性以及为了保存生物膜上蛋白质活性的需要,试验通常需要在温和的条件下进行,需要控制温度和pH等物理化学条件。载药纳米颗粒主要通过乳化法或共沉淀法【2】制得。而生物膜则是通过将细胞放置在低渗溶液中裂解、超声破裂后离心获得,获得的细胞膜还可以通过用液氮多次速冻解冻【4】形成小囊泡,使接下来的包裹步骤更好完成,但在部分使用细菌细胞外膜【5】作为包裹材料的实验中,则只需要在细菌生长达到对数期后直接进行离心收集即可。而生物膜包裹NPs则主要有共挤出法【6】、超声波法【7】及电穿孔法【8】三种。共挤出法是利用多孔聚碳酸酯膜或共挤出仪将生物膜与NPs共挤出来制备。超声波法是利用超声波使生物膜囊泡与NPs融合来制得,但该方法可能会导致囊泡包裹不均匀,并产生多分散粒子。而电穿孔法则是利用两个电极间的电脉冲促使NPs进入生物膜囊泡,从而实现生物膜对NPs的包覆【2】。现在最常用的方法为共挤出法。
3 生物膜修饰的载药纳米颗粒的表征【2】
生物膜包裹的载药纳米颗粒通常通过投射电子显微镜来观察其“核-壳”结构,以确保生物膜囊泡对NPs成功进行包覆。利用静态或动态光散射仪可以测量生物膜包裹的载药纳米颗粒的半径。Zeta电位能检测包裹前后纳米颗粒表面电位的变化。同时,通过利用SDS凝胶电泳、BCA检测法、荧光标记法,可以测定蛋白质种类、数量及活性,以确保生物膜上的蛋白质在包覆前及包覆后没有丢失或变性失活。
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