【《CDs基复合材料的构建研究综述》2700字】

CDs基复合材料的构建研究综述目录TOC\o"1-3"\h\u28293CDs基复合材料的构建研究综述 158261.1超分子共组装 1262091.2共价偶联 4可通过超分子共组装和共价偶联两种方式构建CDs基复合材料。前者是通过静电吸附、氢键或π-π堆积等非共价相互作用将CDs与其它材料复合，而后者则通过共价键将CDs与其它功能材料键合在一起。1.1超分子共组装以CDs为构筑基元，通过超分子共组装，可实现CDs与蛋白质[13-15]、有机功能染料[4,16]、抗癌药物[17-20]的复合。1.1.1碳点/蛋白质的超分子共组装Zhang等人合成了用于蛋白质高效胞内递送的CDs-绿色荧光蛋白（EGFP）纳米复合体系（图1-1a）[13]，在这一体系中带负电荷的CDs（-28.0mV）和带负电的EGFP（-12.5mV）可以形成非常稳定的复合物，蛋白的包封率高达83.3%。通过二者的复合显著地提高了蛋白的稳定性和细胞内递送效率。为了证明此种方法的普适性，我们尝试了另外一种带负电荷的碳点（-24.3mV）与人血清白蛋白（-18.5mV）的共组装，同样具有与CDs-EGFP相类似的结果。此外，Li等人研究了带正电荷的CDs（17.5mV）与带负电荷的蓖麻毒素蛋白B链（RTB，-21.2mV）的共组装[14]，RTB的负载效率为81.7%。CDs-RTB不仅具有良好的生理稳定性，而且可以有效地阻止蛋白质的酶降解、提高了RTB胞内递送效率。更重要的是，与天然RTB相比，CDs-RTB可促进巨噬细胞增殖，有效地提高炎症因子的mRNA表达水平，增强RTB免疫调节活性（图1-1b）。Lu等人制备了苯硼酸修饰的CDs，并以其为载体实现了牛血红白蛋白（Hb）和葡萄糖氧化酶（GOX）蛋白质的高效递送。Hb和GOX与CDs复合后，有效的维持了蛋白质的生物学活性[15]（图1-1c）。图1-1.CDs与（a）绿色荧光蛋白和（b）蓖麻毒素蛋白B链的超分子共组装，（c）氨基苯硼酸修饰的CDs与血红蛋白和葡萄糖氧化酶的共组装1.1.2碳点/有机功能染料的超分子共组装Zhang等人以谷氨酸和葡萄糖为原料制备CDs，利用AIE染料的大共轭结构和疏水特性，通过共沉淀法将AIE染料和CDs进行超分子共组装，构筑稳定的CDs-AIE荧光纳米超分子材料，用于细胞和肿瘤的超长期成像（图1-2a）[4]。Su等人将CDs作为载体，与BODIPY通过纳米沉淀的方法组装形成纳米复合材料（CBNPs），所制备的CBNPs中BODIPY的负载率高达71.25%。CBNPs既没有破坏BODIPY自身的理化性能，又可以增强BODIPY的溶解性、改善BODIPY的生物相容性。而且，CDs与BODIPY之间的荧光共振能量转移效应显著地增强了BODIPY的光动力治疗效果（图1-2b）[16]。图1-2.（a）CDsG与AIE染料的共组装，（b）CDs与BODIPY的共组装1.1.3碳点/药物分子的超分子共组装Sun等人通过CDs和抗肿瘤药物阿霉素（DOX）的超分子共组装制备了pH敏感的药物输送体系（图1-3a）[17]。Gao等人以3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇和聚亚乙基亚胺为原料，通过溶剂热法制备了具有细胞核靶向能力的氟掺杂碳点（FCDs）。并分别以DOX和BODIPY为模型药物和染料，通过超分子共组装，分别构建了FCDs-DOX和FCDs-BODIPY纳米复合材料，结果证实了在FCDs的帮助下药物/染料在细胞内的成功递送（图1-3b）[18]。Li通过水热法合成了蓝光发光的CDs，并通过非共价相互作用负载抗癌药DOX，从而形成CDs/DOX复合物。与此同时，第5代聚酰胺-胺树状大分子（G5）被环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）肽和药物外排抑制剂D-a-生育酚PEG1000琥珀酸酯（TPGS）共价修饰制备了树状大分子（G5-RGD-TPGS）。最后，再将树状大分子G5-RGD-TPGS通过静电相互作用与CDs/DOX复合，形成载有药物的双重纳米递送系统用于荧光成像和癌细胞的化疗（图1-3c）[19]。Wang等人通过将pH敏感的壳聚糖与荧光CDs共组装构建了一种壳聚糖-CDs复合纳米凝胶（CCHNs），CCHNs可负载DOX实现NIR/pH双响应药物释放，达到癌症治疗的效果（图1-3d）[20]。图1-3.（a）CDs与DOX的共组装，（b）FCDs与DOX/BODIPY的共组装，（c）CDs/DOX复合物与树状大分子（G5-RGD-TPGS）的共组装，（d）壳聚糖-CDs复合纳米凝胶与DOX的共组装1.2共价偶联CDs表面上具有丰富的官能团，很容易与其它材料通过共价键结合形成复合物。Zheng等人合成出具有多色发光特性（从蓝光到红光）的CDs，并利用其表面大量的氨基和抗癌药物奥沙利铂进行共价键合构建了新型的诊断治疗纳米药物体系（CDs-Oxa），CDs-Oxa的平均粒径只有2.3nm，这种超小粒径的纳米载药体系可以增强药物在肿瘤组织的富集，延长药物的作用时间。在这一纳米复合体系中：一方面，CDs作为药物的载体，通过和抗癌药物的共价偶联使两者合二为一，保证了纳米药物的稳定性；另一方面，CDs多色发光的特性使得此类纳米药物具有体内和体外荧光成像的能力，通过监测荧光强度的变化，就可以达到跟踪药物的生物分布的目的；再一方面，肿瘤内的强还原环境有利于实现药物的控制释放，从细胞毒性实验来看，其对癌细胞的杀伤力足以和小分子奥沙利相媲美（图1-4a）[21]。Bhattacharya等人通过聚乙烯亚胺（PEI）与表面富含醛基的CDs之间的交联反应合成了自愈合凝胶。CDs既可以作为凝胶框架中的共价交联剂，也可作为决定凝胶整体发射颜色的荧光团，通过CDs/PEI膜的多色荧光特性和透明性，会使蓝色发光二极管（LED）的照明产生不同颜色的光（图1-4b,c）[22]。图1-4（a）CDs-Oxa的合成过程及其在生物成像和治疗中的应用，（b）CDs/PEI凝胶的制备过程，（c）CDs/PEI凝胶的自愈合图片Wu等人设计了一种荧光气凝胶，它使用了两种可再生纳米材料：羧基化纤维素纳米纤丝CNF和表面氨基改性的CDs。这两种纳米材料的羧基和氨基通过缩合反应形成共价键，从而实现了气凝胶结构稳定性。引入的CDs既是提供光学功能的荧光源，又是刚性的交联点，从而促进气凝胶的结构恢复和机械性能改善[23]。Niu等人制备了uPA-CDs纳米复合材料，通过将尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA）的氨基接枝到CDs的羧基上来制备uPA-CDs。用于早期血脑屏障损伤的高血栓溶解和荧光成像[24]。Tang等人通过CDs的羧基与酪氨酸酶（TYR）的伯胺之间的酰胺缩合制备生物荧光探针。由于CDs的优异光学性能和TYR的特异性/高效催化性能，该生物探针显示出良好的光稳定性，出色的选择性和对多巴胺的较高敏感性[25]。Kong等人制备了双光子近红外激发下具有强发光特性的CDs，CDs上的-COOH/-OH基团可与4'-（氨基甲基苯基）-2，2'：6'，2''-叔吡啶（AE-TPY）分子结合制备CDs-TPY杂化体。制备的CDs-TPY可用于体内金属离子、蛋白质、DNA的测定[26]。Nie等人将CDs用聚乙二醇（PEG）和氨乙基茴香酰胺（AEAA）进行修饰制备了APCD。DOX和Fe2+被负载在APCD表面并与成纤维细胞活化蛋白-α（FAP-α）-敏感的天冬氨酸-丙氨酸-苏氨酸-甘氨酸-脯氨酸-丙氨酸肽交联。随后，将洛沙坦（LOS）封装在中孔纳米组件中制备了Pep-APCDs@Fe/DOX-LOS纳米组装体（图1-5a）[27]。Tang等人将带羧基的CDs与PEG-NH2共价偶联制备了PEG化的CDs，以增强其水溶性，延长循环时间并改善生物相容性。随后，将靶向分子叶酸（FA）共价偶联到PEG化的CDs上，用来靶向FA受体过表达的癌细胞。然后，DOX通过静电作用和π-π堆积相互作用被吸附到CDs表面，制备具有肿瘤靶向功能的纳米递药体系（图1-5b）[28]。Feng等人将带氨基的CDs通过酰胺化反应与顺铂（IV）前药共价偶联制备了CDs-Pt(IV)，随后又将二甲基马来酸PEG-(PAH/DMMA)与CDs-Pt(IV)通过静电相互作用制备了CDs-Pt(IV)@PEG-(PAH