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第一部分 基于DNA的纳米材料 3

1 自组装DNA纳米管 3

1.1 引言 3

1.2 由DX基元自组装形成的DNA纳米管 4

1.3　DAE-E DX基元构成的纳米管 4

1.4　DAE-O DX基元纳米管 9

1.5　TX基元纳米管 10

1.6　4×4基元纳米管 14

1.7　6HB基元纳米管 16

1.8　应用 17

1.9　总结与展望 18

参考文献 19

2　核酸纳米粒 22

2.1 引言 22

2.2　治疗用DNA的化学性质和物理性质 24

2.3　核酸纳米粒的制备：合成和表征 25

2.3.1　原理 25

2.3.2　表面活性剂的合成、表征和优化 29

2.3.3 表面活性剂-DNA复合物的结构 32

2.3.4　表面活性剂-DNA复合物稳定性的量化 33

2.4　用于细胞识别与内吞的DNA功能化 34

2.4.1　功能化的策略 34

2.4.2　嵌入 35

2.4.3　与寡脱氧核糖核苷酸形成三螺旋结构 36

2.4.4　肽核酸 37

2.4.5　DNA与融合蛋白的相互作用 38

2.4.6 结合DNA小沟的试剂 39

2.5　DNA纳米粒：细胞识别和内化功能的复合 39

2.5.1　制备包被有保护性外壳和细胞内吞元素的纳米粒 39

2.5.2 生物医学应用：叶酸-PEG包被的纳米粒的细胞靶向和内吞特性 41

2.6　总结 42

参考文献 43

3　脂质体-核酸复合物 47

3.1 引言 47

3.2　DNA脂质体复合物 47

3.2.1　组成 47

3.2.2　纳米结构和微结构 49

3.2.3　脂质体的转染效率 53

3.3　ODN／阳离子脂质体复合物 56

3.4　siRNA／阳离子脂质体复合物 57

参考文献 58

4　用于基因治疗的DNA-壳聚糖纳米粒：目前的状况和发展趋势 64

4.1 引言 64

4.2　壳聚糖作为基因治疗载体 64

4.2.1　壳聚糖化学 64

4.2.2　壳聚糖修饰的一般方法 66

4.2.3　壳聚糖-DNA相互作用：未修饰壳聚糖的转染效率 69

4.3　壳聚糖的修饰：提高基因转染效率的策略 73

4.3.1　电荷密度、溶解度和乙酰化程度的影响 73

4.3.2　改善纳米粒的理化特性：溶解性、聚集性和网状内皮系统的吞噬 74

4.3.3 由细胞表面受体介导的靶向 75

4.3.4　疏水性修饰：保护DNA并增强细胞内化 77

4.4　壳聚糖纳米粒的制备方法 78

4.4.1　复合凝聚法 78

4.4.2　交联法 79

4.5　负载DNA的壳聚糖纳米和微米粒 83

4.6　DNA释放及释放动力学 85

4.7　壳聚糖-DNA复合物效率的评价 86

4.8　壳聚糖-DNA在基因治疗中的潜在应用 88

4.9　总结 89

参考文献 89

第二部分 基于蛋白质和多肽的纳米材料 89

5　基于植物蛋白的纳米粒 109

5.1 引言 109

5.2　植物蛋白概述 109

5.2.1　豌豆种子蛋白 110

5.2.2　小麦蛋白 111

5.3　蛋白纳米粒的制备 111

5.3.1　豆球蛋白和豌豆球蛋白纳米粒的制备 112

5.3.2　麸朊蛋白纳米粒的制备 113

5.4　植物蛋白纳米粒的药物包裹 114

5.4.1　麸朊蛋白包裹的维生素A 114

5.4.2　麸朊蛋白包裹的维生素E 115

5.4.3　亲脂性、亲水性或两亲性药物的包裹 116

5.5　结合配基的麸朊蛋白纳米粒的制备 117

5.6　麸朊蛋白纳米粒的生物黏附性 118

5.6.1 胃肠道黏膜的体外研究 119

5.6.2　实验动物的活体研究 120

5.7　展望 123

5.7.1　粒径优化 123

5.7.2　动物免疫 123

5.8　总结 124

参考文献 125

6　肽纳米粒 132

6.1 引言 132

6.2　制备纳米粒的原材料 133

6.3　制备方法 134

6.3.1　乳化法制备纳米粒 134

6.3.2　凝聚法制备纳米粒 138

6.4　肽纳米粒基本性质鉴定技术 142

6.5　载药纳米粒的靶向研究 144

6.5.1　被动靶向载药微粒系统 144

6.5.2　主动药物靶向的微粒系统 145

6.5.3　蛋白纳米粒的表面修饰 145

6.5.4　不同亲水性化合物的表面修饰 145

6.5.5　聚乙二醇衍生物进行的表面修饰 145

6.5.6　药物靶向的配体表面修饰 146

6.5.7　不同的表面修饰策略 148

6.6　在药物载体和诊断中的应用 149

6.6.1　蛋白质纳米粒在基因治疗中的应用 149

6.6.2　非肠胃应用途径 151

6.6.3　蛋白质纳米粒的局部应用 152

6.6.4　蛋白质纳米粒口服给药的应用 153

6.7　蛋白微球的免疫反应 153

6.8　总结 154

参考文献 154

7 白蛋白纳米粒 164

7.1 引言 164

7.2　血清白蛋白 164

7.3 白蛋白纳米粒的制备 166

7.3.1　“传统”白蛋白纳米粒 166

7.3.2 白蛋白纳米粒的表面修饰 170

7.3.3 白蛋白纳米粒中药物的包载 171

7.4 白蛋白纳米粒的生物分布 172

7.5　药学应用 173

7.5.1　作为诊断用途的白蛋白纳米粒 173

7.5.2 白蛋白纳米粒作为寡核苷酸和DNA的载体 174

7.5.3 白蛋白纳米粒在癌症治疗中的作用 176

7.5.4　磁性白蛋白纳米粒 179

7.5.5 白蛋白纳米粒作为眼部药物的递运 179

7.6　总结 181

参考文献 182

8　作为天然自组装系统的S层蛋白的纳米级模式 195

8.1　简介 195

8.2　S层蛋白的特性 195

8.2.1　结构、分离、自组装和重结晶 195

8.2.2　化学和分子生物学 196

8.2.3　S层蛋白属于糖结合蛋白 198

8.3　S层蛋白的纳米结构模式 199

8.3.1　S层蛋白纳米结构的特点 199

8.3.2　用化学的方法进行功能固化 200

8.3.3　用遗传学方法形成 201

8.4　S层蛋白再组装的空间控制 212

8.5　S层蛋白作为形成规则纳米粒的模板 213

8.5.1　分子和纳米粒同功能区的结合 213

8.5.2　基于S层蛋白的纳米粒的体内合成 214

8.6　总结和展望 215

参考文献 215

第三部分　重要药用纳米材料 227

9　药物纳米粒的制备方法 227

9.1 简介 227

9.2　药物纳米粒的结构 229

9.3　热力学方法 229

9.3.1　基于脂质的药物纳米粒 229

9.3.2　什么是脂质？ 230

9.3.3　具有平面和弯曲界面的水合脂质的液晶相 231

9.3.4　水包油型脂肪乳 232

9.3.5　脂质体 232

9.3.6　立方晶体和六角晶体 233

9.3.7　其他脂质药物纳米粒 233

9.4　机械法 235

9.4.1　加工类型 235

9.4.2　湿法粉碎的特点 235

9.4.3　纳米分散体悬液的干燥 237

9.5　SCF法 239

9.5.1　SCF的特点 239

9.5.2　SCF方法中颗粒成型流程的分类 240

9.5.3　RESS 240

9.5.4　SAS 241

9.5.5　SEDS 242

9.6　静电法 242

9.6.1　电势和界面 243

9.6.2　静电喷射 245

参考文献 246

10　定位药物输送的功能性固体脂质纳米粒的制备 254

10.1　简介 254

10.2　差异吸附的概念 255

10.3　SLN的制备 258

10.4　功能化表面修饰 260

10.5　总结 263

参考文献 263

11　用于肿瘤诊断和治疗的生物相容性纳米粒系统 269

11.1　简介 269

11.2　纳米粒系统及其构成成分 269

11.2.1　树枝状聚合物 270

11.2.2 巴基球和巴基管 272

11.2.3　量子点 273

11.2.4　聚合物胶束 274

11.2.5　脂质体 274

11.3　生物降解纳米粒 275

11.4　可生物降解的感光纳米粒 277

11.4.1　感光纳米粒作为肿瘤诊断的潜在技术 277

11.4.2　感光纳米粒作为肿瘤治疗的潜在技术 278

11.5　光学成像和PDT 279

11.5.1　光学成像 279

11.5.2　PDT 281

11.5.3　ICG：一种理想的用于肿瘤诊断和治疗的光敏剂 283

11.6 包载ICG的PLGA纳米粒输送系统 288

11.6.1 包载ICG的PLGA纳米粒输送系统的基本原理 288

11.6.2 ICG水溶液和ICG纳米粒的体内药代动力学性质 294

11.7　结语和展望 296

参考文献 297

12　纳米粒透过生物膜 310

12.1　简介 310

12.2　细胞膜 311

12.2.1　生物膜的功能 312

12.2.2　生物膜的动力学和热力学性质 312

12.3　药物透过生物膜的困难 313

12.3.1　透过皮肤 313

12.3.2　透过血脑屏障 316

12.3.3　消化道屏障 318

12.4　纳米粒给药 319

12.4.1　皮肤 320

12.4.2　固体脂质纳米粒的经皮转运 321

12.4.3　聚合物纳米粒的经皮转运 323

12.4.4　抗癫痫纳米粒药物的皮下给药 323

12.4.5　抗癌纳米粒药物的给药 324

12.4.6　无生物降解性的聚合物组成的纳米纤维 326

12.5 纳米粒透过BBB 327

12.5.1　多肽透过BBB 328

12.5.2　可生物降解的聚合物类纳米粒载体透过BBB 329

12.5.3　纳米粒基因载体透过BBB 329

12.5.4　纳米粒药物载体透过BBB的机制 330

12.5.5　硫胺包被的纳米粒载体透过BBB 330

12.5.6　纳米粒光学性质和活细胞成像 331

12.6　纳米粒的口服给药 333

12.6.1　植物凝集素修饰纳米粒的口服给药 334

12.6.2　多肽纳米粒的口服给药 334

12.6.3 聚合物类多肽纳米粒的口服给药 334

12.6.4　淋巴靶向的纳米粒口服给药 335

12.6.5　纳米悬浮液的口服给药 336

12.6.6　纳米粒口服用药后的黏膜黏附性 337

12.6.7　蛋白质纳米粒的口服给药 337

参考文献 338