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肝癌是第三大常见恶性肿瘤,是导致中国全民死亡的第二大癌症。肝癌治愈率低,死亡率高,目前化疗仍然是癌症治疗最常见的临床方法。研究发现As2O3（ATO）对肝癌具有一定的临床治疗效果,但是由于人体对ATO的快速免疫清除,导致肿瘤部位摄取剂量不足,临床疗效较差,而高剂量的ATO具有较大的毒副作用。纳米技术的快速发展促进了砷纳米药物递送系统的研究,然而先前的砷纳米药物递送系统存在砷泄露、包封率低、制备过程复杂等问题,且大多以物理作用负载砷,砷含量和释放行为难以控制。因此设计一种能有效递送ATO,砷释放行为可控,且具有较高抗肝癌生物活性的砷纳米药物递送系统对ATO治疗肝癌的临床应用具有重要意义。本课题首先采用偶联接枝法,分别以脱氧胆酸（DCA）、聚乙二醇（PEG）、叶酸（FA）、N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）接枝修饰壳聚糖（CS）制备壳聚糖衍生物,尤其是不同巯基含量的壳聚糖衍生物,并对壳聚糖衍生物分别进行红外光谱,元素分析,紫外光谱等表征。通过调控反应物比例,合成了 DCA取代度为5.2%-10.7%,PEG取代度为0.8%-13.2%的壳聚糖衍生物,并通过芘荧光探针和TEM对其自组装能力进行研究。为了获得自组装能力较好,自组装形貌较佳的壳聚糖自组装纳米颗粒,选取了 DCA取代度为10.7%,PEG取代度为3.1%的壳聚糖衍生物DCA10.7-CS-PEG3.1作进一步讨论。然后以FA修饰DCA10.7-CS-PEG3.1合成DCA10.7-CS-PEG3.1-FA,赋予其肝癌靶向性,以NAC接枝修饰DCA10.7-CS-PEG3.1-FA,制备了取代度为1 1.4%-20.2%的壳聚糖衍生物,以实现化学键合ATO的目的。针对物理作用负载ATO难以调控ATO释放行为,存在砷泄露等问题,鉴于AsⅢ-S键可在GSH还原环境中可逆的特性,以上述所制备的含巯基壳聚糖衍生物,通过简单自组装法制备基于化学作用（AsⅢ-S）负载ATO的壳聚糖载砷纳米颗粒。TEM和DLS研究表明壳聚糖载砷纳米颗粒自组装形貌良好,分散性好,基于AsⅢ-S键负载ATO可以使壳聚糖载砷纳米颗粒结构更紧凑。壳聚糖载砷纳米颗粒表面均为正电荷,更有利于作用于带负电荷的癌细胞。通过AFS测试了壳聚糖载砷纳米颗粒的载药量,结果表明基于物理作用负载ATO的壳聚糖载砷纳米颗粒每个CS分子仅能负载5.6个ATO,而巯基取代度为20.2%的壳聚糖载砷纳米颗粒每个CS分子可负载20个ATO。与物理作用负载ATO相比,AsⅢ-S可以有效提高载砷量,且可以通过调控巯基含量进而调控ATO负载量。通过体外药物控制释放研究表明DCA10.7-CS-PEG3.1-FA-NAC-ATO药物释放具有GSH响应。24 h时,巯基取代度为20.2%的壳聚糖载砷纳米颗粒在PBS中的ATO累计释放率为23.3%,当体系中GSH浓度提高到10 mM时,ATO累计释放率高达95.8%,与AsⅢ-S键在GSH还原环境中可逆一致,可以有效控制ATO的释放行为。壳聚糖载砷纳米颗粒体外悬浮稳定性良好,可在4℃下稳定储存2周,这对体外储存和体内循环具有重要意义。为了研究壳聚糖载砷纳米颗粒的抗肝癌活性,以HepG2细胞和荷瘤小鼠模型对壳聚糖载砷纳米颗粒进行了生物学评价。采用HepG2细胞探究了壳聚糖载砷纳米颗粒的细胞毒性、细胞摄取、细胞分布及细胞凋亡情况。结果表明空载壳聚糖纳米颗粒具有良好的生物相容性;壳聚糖载砷纳米颗粒对HepG2人肝癌细胞有较强的细胞毒性,且基于AsⅢ-S负载ATO的细胞毒性比基于物理作用负载ATO的壳聚糖载砷纳米颗粒和游离ATO高,而对于293T人肾上皮细胞却有着相反的结果。IC50与细胞毒性结果一致,巯基取代度为20.2%的壳聚糖载砷纳米颗粒对HepG2细胞的IC50为0.88±0.28μg/mL,低于基于物理作用负载ATO的壳聚糖载砷纳米颗粒（1.10±0.31 μg/mL）和游离ATO的IC50（1.59±0.29μg/mL）,而对于293T细胞,IC50的结果正相反。分析主要是因为AsⅢ-S键能稳定负载ATO,减少ATO在细胞外基液中的释放,而FA的修饰可以有效提高其对HepG2细胞的靶向作用,从而增加ATO在HepG2细胞的积累。细胞摄取情况进一步表明和证实了 FA修饰可以赋予壳聚糖载砷纳米颗粒靶向肝癌细胞的能力。定量分析进一步表明AsⅢ-S可以更好稳定ATO,增加ATO的细胞摄取量。巯基取代度为14.1%的壳聚糖载砷纳米颗粒诱导HepG2细胞总凋亡率为90.4%,而物理负载和游离ATO的细胞总凋亡率分别为79.6%和75.1%,进一步表明AsⅢ-S负载ATO可以提高ATO的利用度,从而诱导更多肝癌细胞凋亡。采用健康SD大鼠探究了壳聚糖载砷纳米颗粒的药代动力学,采用荷瘤小鼠探究了壳聚糖载砷纳米颗粒的肝肿瘤靶向性能以及体内抗肝癌活性。结果表明DCA10.7-CS-PEG3.1-FA-NAC20.3-ATO具有更好的药代动力学特征,其血液循环半衰期约为ATO的10倍。此外,该载药体系具有良好的肝肿瘤靶向性,可有效促使ATO在肝肿瘤部位的积累。体内抗肿瘤结果表明壳聚糖载砷纳米颗粒治疗荷瘤小鼠21天后肿瘤抑制率高达86.4%,很大程度提高了 ATO的抗肿瘤效果,同时明显降低了对正常器官组织的毒副作用。