近几十年来,基于两亲多嵌段聚合物的纳米载药体系在癌症的诊断和治疗方面取得了非常大的进步。人们通过对新型纳米载药体系的设计和研究,不仅提高了药物的生物相容性、选择性和利用率,降低了药物的副作用,而且增加了对肿瘤转移与抑制机制、特点的了解。这些纳米材料在未来癌症的诊断和治疗方面有着非常大的应用前景。作为集诊断与治疗于一体的近红外发光聚合物纳米载药体系的研究更是该领域的前沿。本论文立足于两亲多嵌段载药体系,以氨基酸开环聚合(NCA)、链转移自由基聚合(RAFT)、点击反应(Click Reaction)为基础,设计并合成出多种多功能高分子聚合物,并将它们运用到癌细胞的检测和治疗之中。近红外荧光探针是本研究的基础,在第二章中,设计并合成出了两种不同的甲川菁染料和一种相应的淬灭剂。中环取代的Cy7.5染料具有较大的Stokes位移和良好的稳定性,其在后面三章中被用于荧光探针连接在聚合物上,示踪聚合物链在细胞内的运动。直链的Cy5.5染料则拥有较小的Stokes位移,并且拥有非常好的堆叠淬灭特性。通过与淬灭剂之间的荧光能量共振转移(FRET)效应,可以将荧光降低到非常低的程度,运用到聚合物体系中可以制备具有开关效应的荧光探针,用于对癌症细胞的检测。在第三章中合成了一种具有pH响应性能的三嵌段聚合物：利用末端氨基修饰的RAFT试剂对天门冬氨酸NCA引发自由基聚合,随后对甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)进行自由基聚合,再利用其末端的羟基为后续的ε-己内酯开环提供引发位点。聚合之后的PCL作为整个聚合物的疏水嵌段,再利用RAFT聚合连接上类似PEG的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)作为亲水嵌段,构建两亲聚合物。在完成对聚合物骨架的合成之后,利用水合肼对天门冬氨酸支链进行肼解,之后再与抗癌药物阿霉素缩合形成具有pH响应特性的腙键。聚合物可以在水相中自组装成直径约为47 nm的纳米粒子,并且可以在酸性条件下快速释放出阿霉素。在接上Cy7.5染料之后,就构成了具有近红外荧光特性的pH响应聚合物。通过对不同比例Cy染料的荧光强度测试,确定出荧光强度较强的比例。在实现对两亲体系聚合物的构建之后,下一步的目标是实现聚合物的靶向输运效果。在第四章中,使用活性更强的RAFT试剂完成对半乳糖修饰的甲基丙烯酸酯的聚合,从而实现了对肝癌细胞的定向投递和药物释放。在将聚合物组装成为胶束之后,对其进行了细胞毒性、细胞成像等体外生物实验。发现合成的三嵌段共聚物拥有非常好的生物相容性及对肝癌细胞的靶向选择性,利用甲川菁染料的近红外荧光特性,在激光共聚焦显微镜下观测到半乳糖靶向聚合物共溶液在肝癌细胞中累积,分散在细胞核周围的细胞质中。胶束可以在癌症细胞的酸性环境之下,将阿霉素快速从聚合物胶束内释放到细胞核中,杀死癌细胞,实现治疗的效果。在完成对肝癌细胞的靶向投递之后,我们又将聚合物的靶向基团更改为普适性更强的叶酸。利用叶酸与在多种癌细胞表面过度表达的叶酸受体之间的相互作用,提高这些癌细胞组织对聚合物载体的内吞作用。在第五章中我们运用了与之前相似的聚合物体系构建三嵌段聚合物。而为了提高药物载体响应的灵敏度、响应速度以及释放量,将载药方式从对阿霉素的化学键连改成物理包覆,成功实现了对药物更快速更彻底的释放。通过对胶束在乳腺癌细胞(MCF7)和肝癌细胞(HepG2)中的研究,利用近红外染料的荧光特效,可以观测到靶向聚合物在叶酸-受体作用下由于靶向细胞对其内吞能力的增强,更容易在癌症细胞中累积,并且与药物快速分离,将阿霉素释放到细胞核中,起到很好的治疗效果。在完成了对癌症细胞的定向投递和药物释放的工作之后,下一步的研究目标是实现对癌症细胞的诊断。在第六章中,通过RAFT聚合和开环聚合构建两亲两嵌段聚合物,运用末端不同种类的三级胺合成具有精密pH调控的聚合物体系。将Cy5.5染料和淬灭剂分别接在不同的聚合物链上,并混合制备成为胶束,实现了在正常条件下弱荧光,在酸性条件下荧光大幅度增强的开关效应。本论文中,通过对多嵌段两亲聚合物的构建,合成出多种具有靶向、pH响应、荧光探测等作用的多功能药物载体,完成了对靶向癌症细胞的定向投递和药物释放,以及荧光探测,实现了对癌症的诊断和治疗的目的。