本研究根据药物输送和响应释放的要求,设计与合成了三种多功能化的药物输送系统。研究结果表明,我们所设计的载药体系具有响应释放、荧光成像、光动力治疗和抗衰老治疗等功能,上述工作有望为纳米载药体系在生物医学领域的广泛应用提供有益的参考。本工作的主要研究内容与结果如下:(1)设计和制备了一种具有线粒体靶向、且可光控释放的光动力治疗纳米体系(CD-ALA-TPP),该体系使用具有强荧光发射和良好水溶性的碳量子点(C-dot)作为载体,纳入了疏水阳离子化合物三苯基膦(TPP)和光敏剂PpIX的前驱体5-ALA,并通过香豆素基团实现光控释放。该纳米载药体系能在单光子或双光子光照下快速释放出5-ALA,后者在细胞内经生物转化过程形成一种光敏剂PpIX,其在光照后生成单线态氧,从而达到抑制癌细胞生长的目的。该体系还具有细胞成像的功能,通过对C-dot和香豆素的荧光进行监控,能对纳米粒子进行示踪。还可通过观测内源性PpIX的荧光获得5-ALA在细胞内的释放情况。该策略不仅能避免常见光动力治疗的副作用,也提高了5-ALA的生物利用率。(2)设计和制备了一种具有线粒体靶向、且可对二巯基蛋白进行响应并释放活性药物的光动力治疗纳米载药体系(LIP-ALA-As-TPP)。在该载药体系的合成中,我们采用对氨基苯砷和二巯基丙醇的反应得到中间连接键,并在连接键两端分别接上光敏剂前驱体5-ALA和疏水阳离子TPP。当药物体系进入癌细胞后,借助于TPP的线粒体靶向功能,药物富集在线粒体附近,并在细胞内二巯基蛋白的作用下释放出5-ALA,经生物转化后形成PpIX,经光照生成单线态氧达到抗癌治疗效果。光照激发PpIX还可进行释放过程的示踪。在使用脂质体包覆药物形成纳米载药体系后,在肿瘤模型小鼠中也表现出良好的抗肿瘤效果。这种具有靶向和细胞内控制释放功能的药物体系展示了在光动力治疗领域的应用潜能。(3)设计和制备了一种基于槲皮素和siRNA的抗氧化应激的纳米载药体系PLL-g-PEG/QA/siRNA。我们结合基因和化学药物的联合治疗,达到更好的抗氧化应激效果。槲皮素具有在碱性环境下去质子化的特性,所以我们将槲皮素在碱性条件下通过静电相互作用与亲水性聚(L-赖氨酸)分子链结合,并在水相中与一种p66ShcA的干扰RNA经静电相互形成了纳米前药。在细胞内的酸性条件下,纳米前药中的槲皮素与聚(L-赖氨酸)之间的共价键发生断裂,胶束结构破坏,进而同时释放出两种活性药物槲皮素和siRNA。槲皮素可以作为SIRT1蛋白的激活剂调控活性氧的水平。而释放的siRNA不仅可沉默p66ShcA基因表达,也能在蛋白水平上下调p66ShcA的水平,达到更好的抗氧化效果。我们还初步探讨了本纳米药物体系在抗衰老中的应用。在D-半乳糖诱导衰老小鼠模型中,纳米载药体系能有效提升小鼠体内多种氧化应激蛋白的含量,并能使有毒化合物丙二醛减少。结果表明,本纳米前药体系具有一定的延缓衰老的效果。综上所述,我们所设计制备的几种载药体系,结合细胞成像和响应释放等功能,具有增强疾病治疗效果、降低毒副作用和增加生物利用率等特点,在抗癌和抗氧化方面都有一定的治疗效果,有望为今后的纳米载药体系的设计制备提供一些新的思路和依据。