莪术提取方法优化及其提取液对细胞毒作用的研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究内容：

1.β-环糊精的一个羟基基团上上引入不同长度的亲水peg链段，以调控偶联产物环糊精-富勒烯之间的间隔臂的长度。

2.对合成的单取代的β-环糊精衍生物进行末端叠氮化修饰，以引入叠氮基团，使其易于进行1,3-偶极环加成反应。

2. 文献综述

摘要：囊泡是由两亲性分子所构成的闭合双层或多层膜，这种表面活性剂的缔合结构与生物体内细胞膜结构极为相似，因此在生物膜模拟、药物的负载与控制释放、纳米反应器以及纳米粒子合成方面都有着非常重要的应用价值。一般来说，囊泡的形成方法有两种，一种为表面活性剂在适当条件了自发形成；另一种为在表面活性剂体系增加外作用力如超声振荡、搅拌等方法，但是这种非自发形成的囊泡结构相对不稳定，因而在应用上受到了一定限制。

大多数两亲性的富勒烯衍生物，在水相中能够自发的形成自聚集体，全碳的富勒烯球的强疏水性成为了其自组装的主要驱动力，因而很多富勒烯衍生物可以在水相中形成一定的组装结构。目前为止，人们已经合成了很多带有亲水基团的富勒烯加成衍生物，并且使用的修饰基团也多种多样，例如羧酸基团、阳离子基团、羧酸聚合物、阳离子季铵盐和非离子型的缩醇等，其中一些结构较为优秀的富勒烯衍生物在自组装方面具有良好的表现，可以由亚微球转变为纳米球或者纳米棒状结构。这些两亲性的富勒烯衍生物可以以某一聚集形态分散在水相中，进而达到将富勒烯分子溶于水的目的。以此，对两亲性富勒烯衍生物的研究也使得其在生物领域的研究变得更广泛，更具有应用价值。

关键词：富勒烯，自组装，囊泡

3. 设计方案和技术路线

研究方案：

1、单-(6-O-(对甲苯磺酰基))-β-环糊精的具体合成过程如下：β-CD（50 g，44.0 mmol）溶解于500 mL 0.4N的NaOH溶液中，冰水浴中冷却至5 ℃，对甲苯磺酰氯（35 g，184 mmol）在5分钟内慢慢加入不断搅拌的溶液中。混合溶液在5 ℃搅拌30分钟，然后过滤。滤液用饱和盐酸中和后搅拌1小时。然后过滤样品，滤饼用水洗3次，水洗后样品置于60 ℃真空干燥箱中干燥一夜。

2、单-(6-O-(对甲苯磺酰基))-β-环糊精（2 g, 1.55 mmol），1，8-二氨基-3，6-二氧辛烷（1.149 g, 7.75 mmol）溶于5 mL 干燥的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中，再加入25 mg（0.15 mmol）的碘化钾（KI）固体。混合溶液在70 ℃干燥氛围下搅拌过夜。得到黄色产物，然后降至室温，沉淀至100 mL乙醇中。沉淀物分别用乙醇及乙醚清洗2次，再用阳离子交换树脂柱纯化。用阳离子交换树脂柱纯化时，首先用水冲洗，溶于水但是不被阳离子交换树脂柱保留的杂质被洗出，再用1M的氨水把样品冲出，收集样品，旋干。产品置于60 ℃真空干燥箱中干燥一夜，得到白色样品。

3、二胺-β-环糊精（1.0 g，0.79 mmol）溶于30 mL DMSO/甲醇（1/1，V/V）混合溶剂。五水硫酸铜（CuSO₄5 H₂O，2.0 mg，0.008 mmol），碳酸钾（K₂CO₃，202.0 mg，1.58 mmol），咪唑-1-磺酰叠氮盐酸盐[6]（273.5 mg，1.58 mmol）分别加入圆底烧瓶中。混合物室温搅拌过夜。用TLC跟踪反应，反应完成后，先把混合物中的盐过滤除去，再用丙酮沉淀出产物。粗产物用分离色谱柱纯化，淋洗剂为乙酸乙酯：异丙醇：水：氨水=7 : 7 : 3 : 3，得白色产物。

4、叠氮-β-环糊精（200 mg，0.155 mmol）溶于2 mL干燥吡啶中，向其中加入甲氧基化试剂。混合溶液用氩气换气三次，在室温搅拌24 h。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂。粗产物用柱层析方法分离，淋洗剂为乙酸乙酯：石油醚=10:1，v/v。

5、C60（72 mg，0.1 mmol）溶于45 mL氯苯中，甲酰化-叠氮-β-环糊精（0.15 mmol）溶于10 mL氯苯中加入上述溶液中。换氩气3次以除去氧气，在避光条件下回流。用TLC检测反应进行程度。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂。粗产物用柱层析方法纯化。首先用甲苯作为洗脱机，以收集未反应的C60，接着用甲苯：甲醇=10:1，v/v作为淋洗剂，得产物。

6、合成的富勒烯-环糊精先溶液二甲亚砜（DMSO）溶剂中，不断向其中滴加去离子水，在不断搅拌下，观察粒子状态。通过调整DMSO及去离子水的体积比来控制富勒烯-环糊精的自组装形貌。

除此以外，尝试不同溶剂中粒子的组装形貌，并用透射电子显微镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM）及DLS（动态光散射）等手段对组装的粒子形貌进行观测，并探讨其形成机理。

对于不同的粒子形貌进行固化，制备稳定的各种形貌的粒子。

技术路线：

附于文本中

2、富勒烯-环糊精偶联物在水溶液中自组装为一定的纳米形貌

富勒烯-环糊精偶联产物通过一定的制备方法，可以自组装为特殊形貌的纳米粒子，包括纳米囊泡，纳米棒等特殊的形貌，下图为预实验中观察到的纳米形貌，初步肯定了环糊精与富勒烯的主客体自组装性能。可以进一步对组装机理进行探索，制备更加稳定的纳米形貌。

3、纳米粒子对于药物的装载包裹

由于纳米粒子的内核具有一定的疏水性，可以有效包裹疏水性的抗肿瘤药物，因此，可以很大程度上提高疏水药物的水溶性及生物利用度。

4、载药纳米粒子在细胞及动物体内行为分析

对制备的载药纳米粒子的体内外行为进行测定。

4. 工作计划

第一阶段：2022.1.4文献综述，思路形成，实验方案制定；

第二阶段：2022.2.2初步试验、实验条件选择；

5. 难点与创新点

特色：

富勒烯（c60）是由12个五元环和20个六元环组成的全碳笼状分子。由于其很多独特的性质，特别是作为电子给体及电子受体的能力，在材料科学及药物化学领域经常作为一个非常好构筑单元，使材料有着很好的光物理及光化学行为[1]。例如，c60及其衍生物在dna剪切领域有着很好的应用，也可以作为光动力学疗法中高效的光敏剂[2]。 然而，c60的疏水性大大限制了其在生物医药领域的应用。因此，c60的亲水改性非常重要。在c60的亲水修饰方法中，用共价修饰的方式修饰c60被报道非常多。例如富勒醇[3]，富勒烯-树枝状高分子结合物[4]，富勒烯-环糊精结合物[5]，富勒烯羧酸衍生物[6]，富勒烯氨基酸衍生物[7]等等。除了用共价方法修饰富勒烯以外，也有用非共价方式来修饰富勒烯，如用亲水分子部分包覆富勒烯的非极性表面，例如，富勒烯与环糊精的包合复合物[8]等。共价修饰方式可以提供更加稳定的富勒烯衍生物，因此被研究得非常多。

创新：