柱芳烃作为一类具有独特结构的新型大环化合物,常被用来构筑各种各样的超分子组装体,表现出广阔的应用前景。近年来,基于柱芳烃的功能化超分子体系的构筑活跃在材料科学、药物化学以及生命科学等多个前沿领域,极大地推动了柱芳烃化学的发展。同时,水溶性柱芳烃的成功合成也进一步拓宽了柱芳烃的应用。本文中,我们围绕水溶性柱芳烃,成功构筑了肿瘤靶向性前药纳米载体。此外,我们又进一步设计了基于水溶性柱芳烃的糖响应性智能超分子纳米载体,将其用于胰岛素的转运和可控释放。论文的具体研究内容和结果主要包括以下两部分:第一部分,我们利用水溶性柱[5]芳烃修饰的前药主体分子WP5-DOX和RGD修饰的磺酸盐客体分子RGD-SG的主-客体作用,成功构筑了形态可控的超分子两亲体WP5-DOX(?)RGD-SG。当主体分子WP5-DOX与客体分子RGD-SG的摩尔比为5:1时,得到的两亲体可进一步自组装形成超分子囊泡。当主体分子WP5-DOX与客体分子RGD-SG的摩尔比为1:3时,所得到的超分子两亲体则自组装形成超分子胶束。本文首次通过调控超分子双亲体中不同的主-客体摩尔比实现了不同形貌的纳米载体的构筑。体外研究表明,这些前药纳米载体可以靶向运输抗癌药物DOX到过度表达RGD受体的癌细胞表面,再通过内吞作用进入细胞内。在癌细胞的酸性微环境下,包载的DOX会被快速释放,并在癌细胞内有效富集。此外,体内实验表明,这些前药纳米载体与单独的DOX相比,血液滞留时间会更长,抗肿瘤疗效明显增强,对正常组织和细胞的毒副作用也显著降低。因此,我们实现了通过控制主-客体摩尔比来构筑不同形态的纳米粒子,同时该纳米粒子在靶向药物转运中具有潜在的应用前景。第二部分,我们构筑了基于水溶性柱[5]芳烃和吡啶硼酸衍生物G的主-客体识别作用的超分子两亲体,其进一步组装构筑了超分子囊泡,并实现了在生理条件下用于胰岛素的转运和可控释放。本研究首次实现了用较小粒径的超分子囊泡包载大的生物蛋白质分子胰岛素,且包载率较高。我们通过FITC标记的胰岛素来研究胰岛素的释放行为,结果显示只有在高浓度的葡萄糖刺激下,包载的胰岛素才被快速释放。此外,这些超分子纳米载体具有很好的生物相容性,这是进一步生物医学应用的必要前提。该研究为葡萄糖响应的智能超分子纳米药物载体的构筑提供了新的策略,在糖尿病患者的治疗中有潜在的应用前景。综上所述,本论文围绕水溶性柱芳烃,设计合成了两种新颖的刺激响应型纳米药物载体,完成了其从构筑到性能的研究和探索,希望本论文的研究工作能为今后柱芳烃在纳米药物载体的构筑、应用和发展中提供借鉴。