玉米醇溶蛋白(Zein)具有优异的生物相容性、可生物降解性和易于化学物理修饰等特点,作为可再生植物资源被广泛应用于生物医药、保健品、纺织纤维和包装材料等领域,一直以来是科研工作者们的研究热点。Zein由四种组分构成,包括α-zein、β-zein、γ-zein和δ-zein,以往的研究主要集中于含四种组分的混合物,然而,这种混合醇溶蛋白的水溶性和稳定性较差。近几年经研究发现纯化后的α-组分具有优异的性质,尤其适合作为药物载体和组织工程支架的起始原料。本论文选取α-zein作为基材,通过接枝、改性等技术手段研究了α-zein在生物医药领域潜在应用,有利于开发新型天然高分子材料和新化学技术,同时对促进农产品的深加工与转化有重要意义。本文主要研究结果如下:在第一部分工作中,设计合成甲氧基聚乙二醇(m PEG)接枝α-zein的两亲性聚合物(m PEG-g-α-zein)药物输运体系。通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征了载药胶束的形貌,胶束粒径分布均匀,尺寸约为90nm。考察了接枝聚合物的生物相容性和药物体外缓释性能,该接枝聚合物的细胞毒性较低,聚合物浓度增大到1mg/m L时,细胞存活率仍大于80%。结果表明此种接枝嵌段共聚物适合作为新的药物载体和胶体分散剂。在第二部分中,设计合成p H响应性的聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA)接枝α-zein(PDMA-g-α-zein)的基因与药物共输运体系。分别考察了该聚合物作为基因载体和包裹姜黄素药物的体外控释能力。作为基因载体时,接枝聚合物ZM5K系列与DNA复合比为0.5:1时络合紧密。作为药物输运载体时实现零级释放,能够维持药物的长时间稳定循环。此外,考察了血清对聚合物转染效果的影响,当血清浓度由5%增大到20%时,大量细胞显示绿色荧光,说明聚合物血清稳定性较好,具有较高的内化效率,表达的效果优于b PEI,是具有p H响应性的基因与药物共输运载体。在第三部分工作中,制备了m PEG-g-α-zein/PDMA-g-α-zein混合胶束体系,降低PDMA毒性同时兼顾转染的效果。通过向体系内引入m PEG链段的方法来降低胶束表面电荷量,达到降低载体细胞毒性的目的。向聚合物PDMA-g-α-zein混入m PEG-g-α-zein,当添加量分别为80%和90%时,化合物与质粒质量比为5:1时能够络合,起到保护DNA不被降解的作用。上样量为80μg时,样品的细胞存活率均高于80%,细胞相容性得到进一步改善。因此PDMA-g-α-zein/m PEG-g-α-zein混合胶束具备低毒性和提高的转染效率目的,该载体是具有良好发展前景的阳离子蛋白转基因载体。本论文选取α-zein作为基材开发新型药物和基因载体,系统的研究蛋白的结构与性能的关系。有助于指导新型蛋白载体的设计并缩短开发周期,为新型蛋白类载体的开发和临床应用奠定技术基础。