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工作目的：目前以纳米金颗粒为基础的药物载体的研究仍有一些局限，例如结构尺寸较为固定，响应灵敏度、效率较低，不易调控，响应区间宽，表面修饰物分子量过大，不易穿透肿瘤组织，易在体内积聚，生物相容性较差等缺点。故我们在探索不同修饰方式对金颗粒影响的基础上，针对目前载体尺寸固定、响应灵敏度低、表面修饰分子量过大等问题，提出一种全新的金纳米药物载体设计思路。本研究希望利用可变结构的DNA，设计出具有良好生物相容性，高灵敏度的响应肿瘤酸性微环境的可变结构的金纳米聚合体载药系统，从而实现可控释药，并通过载体的响应性形变去适应肿瘤细胞对纳米颗粒尺寸的不同要求，提高药物进入肿瘤细胞的效率，降低药物使用量，减小正常组织损伤。
研究方法：通过加盐老化经典法与冷冻法两种不同的方式对13nm金颗粒进行修饰，并通过测量两组金颗粒的不同参数，来对两种修饰方法进行对比。根据上述结果，利用5nm、13nm两种尺寸的金纳米颗粒、pH敏感的三链体脱氧核糖核酸(TriplexDNA)，以及抗癌药物多柔比星(DoxorubicinHydrochloride,DOX)，调整最适配比与加入顺序，通过冷冻法组装出载药聚集体结构,令该聚集体结构可以响应酸性环境，重新分散为小颗粒状态，释放所载带的多柔比星，并分别在分子水平与不同的肿瘤细胞系内对该体系的有效性进行表征。
研究结果：本文针对目前最经典的金纳米颗粒修饰方法——加盐老化法与最新出现的修饰方法——冷冻法进行对比，研究了两种方法对金颗粒各个方面所产生的影响。并在此研究的基础上，成功构建出一种可以高效、快速的载带抗癌药物进入肿瘤细胞中，响应酸性肿瘤微环境，发生结构变化，释放出所载药物的金纳米药物载体，从而达到可控释药，快速杀死肿瘤细胞，减少正常组织损伤的目的。该体系可以为新一代刺激响应型纳米载带系统的构建提供了新思路。
1.相较于经典法，冷冻法是一种操作更简便、耗时更短、无需其他化学试剂的方法，其修饰的纳米金颗粒粒径更加均一，稳定性更好，合成过程中不易贴壁，将表面修饰的DNA数量增加了10%，且不易被b-巯基乙醇取代，表面修饰DNA的杂交效率提高20%。经典法修饰的纳米金颗粒前期可以更快速的进入细胞，冷冻法则是后期更快，但是二者可以几乎同时完成进入细胞的过程，故相比之下相较于加盐老化的经典法，冷冻法有更优的修饰效果。
2.在上述研究的基础上，本文设计出一种载药聚集体结构(GoldnanoparticleCluster，简称Cluster)的组装方法，该方法操作简单，耗时较短，无需添加其他化学试剂，降低了对细胞、组织产生影响的可能性。利用一种可以响应酸性环境，发生两链和三链之间结构变形的TriplexDNA，成功组装出一种粒径主要分布在50-80nm之间的聚集体结构，该聚集体尺寸相对更易被细胞所内吞并可有效载带多柔比星，组成最终的酸性肿瘤微环境响应的载药聚集体结构(Cluster-DOX)。
3.该载药体系可以响应酸性pH环境，令Triplex结构形成，杂交双链解链，聚集体重新分散为单颗粒或小聚集体状态，释放出多柔比星。在酸性条件下，该体系的颗粒尺寸主要分布于18nm至30nm之间，更易被细胞外排。同时该载药体系在NCI-H1299细胞、Hela细胞当中同样有效，可以令药物有效、快速的释放在细胞中，大大提高多柔比星杀死肿瘤细胞的效率。
研究方法：通过加盐老化经典法与冷冻法两种不同的方式对13nm金颗粒进行修饰，并通过测量两组金颗粒的不同参数，来对两种修饰方法进行对比。根据上述结果，利用5nm、13nm两种尺寸的金纳米颗粒、pH敏感的三链体脱氧核糖核酸(TriplexDNA)，以及抗癌药物多柔比星(DoxorubicinHydrochloride,DOX)，调整最适配比与加入顺序，通过冷冻法组装出载药聚集体结构,令该聚集体结构可以响应酸性环境，重新分散为小颗粒状态，释放所载带的多柔比星，并分别在分子水平与不同的肿瘤细胞系内对该体系的有效性进行表征。
研究结果：本文针对目前最经典的金纳米颗粒修饰方法——加盐老化法与最新出现的修饰方法——冷冻法进行对比，研究了两种方法对金颗粒各个方面所产生的影响。并在此研究的基础上，成功构建出一种可以高效、快速的载带抗癌药物进入肿瘤细胞中，响应酸性肿瘤微环境，发生结构变化，释放出所载药物的金纳米药物载体，从而达到可控释药，快速杀死肿瘤细胞，减少正常组织损伤的目的。该体系可以为新一代刺激响应型纳米载带系统的构建提供了新思路。
1.相较于经典法，冷冻法是一种操作更简便、耗时更短、无需其他化学试剂的方法，其修饰的纳米金颗粒粒径更加均一，稳定性更好，合成过程中不易贴壁，将表面修饰的DNA数量增加了10%，且不易被b-巯基乙醇取代，表面修饰DNA的杂交效率提高20%。经典法修饰的纳米金颗粒前期可以更快速的进入细胞，冷冻法则是后期更快，但是二者可以几乎同时完成进入细胞的过程，故相比之下相较于加盐老化的经典法，冷冻法有更优的修饰效果。
2.在上述研究的基础上，本文设计出一种载药聚集体结构(GoldnanoparticleCluster，简称Cluster)的组装方法，该方法操作简单，耗时较短，无需添加其他化学试剂，降低了对细胞、组织产生影响的可能性。利用一种可以响应酸性环境，发生两链和三链之间结构变形的TriplexDNA，成功组装出一种粒径主要分布在50-80nm之间的聚集体结构，该聚集体尺寸相对更易被细胞所内吞并可有效载带多柔比星，组成最终的酸性肿瘤微环境响应的载药聚集体结构(Cluster-DOX)。
3.该载药体系可以响应酸性pH环境，令Triplex结构形成，杂交双链解链，聚集体重新分散为单颗粒或小聚集体状态，释放出多柔比星。在酸性条件下，该体系的颗粒尺寸主要分布于18nm至30nm之间，更易被细胞外排。同时该载药体系在NCI-H1299细胞、Hela细胞当中同样有效，可以令药物有效、快速的释放在细胞中，大大提高多柔比星杀死肿瘤细胞的效率。