新型荧光轮烷-Rhodamine B-[2]-Rotaxane的合成及载体性能研究(3)

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轮烷的类型可以根据轮烷的各部件的类型以及轮烷中环状分子之间的作用力不同而区分开来。由于轮烷中一般情况下是多种作用力同时存在，这里我们依据轮烷中不同类型的环分子而把轮烷区分为冠醚类轮烷[5]、大环酰胺类轮烷、环糊精型轮烷、环番型轮烷、CB型轮烷。

1.4 载体递送药物机制

1.4.1 药物在体内的转运方式

药物分子要达到它在体内的作用靶点（如受体）而产生生物化学效应，必须经由用药部位（如胃肠道）吸收入血，再分布到它的作用部位（如心脏，脑）；进入体内的药物还要经过新陈代谢和排泄从体内消除[6]。在这些过程中药物分子都要通过细胞膜。尽管各种细胞的细胞结构不完全相同，但其细胞膜是药物在体内进行运输的基本屏障，药物通过细胞膜的方式和影响因素相似[7]。

常用的药物的分子量范围很宽，小至7，如锂，大到50000，如血栓溶解酶，但绝大多数药物分子量在100~1000之间。由于分子量和分子体积大小等的不同，其通过细胞膜的方式也不同，包括滤过（水溶性扩散），简单扩散（脂溶性扩散）和载体转运（包括主易化扩散）[8]。

.药物通过细胞膜的不同机制

滤过（filtration）药物分子借助于流体静压或者渗透压随液体通过细胞膜的水性通道由细胞膜的一侧到达另一侧的过程称为滤过，为被动转运。体内大多数细胞，如肠道，尿道等的上皮细胞膜的水性通道很小，只允许分子量小于100~150的药物通过，如锂离子，甲醇和尿素等。

1）简单扩散（simple diffusion）简单扩散是绝大多数药物通过细胞膜的方式。非极性药物分子以其所具有的脂溶性溶解于细胞的脂质层，顺浓度梯度通过细胞膜的过程为简单扩散，也称被动扩散。

2）载体转运（carrier-mediated transport）在细胞膜上具有特殊的跨膜蛋白，控制体内的一些重要的内源性生理物质（如糖，氨基酸，神经递质，金属离子）和药物进出细胞。跨膜蛋白在细胞膜的一侧与药物或者生理物质结合后发生构型改变，在细胞膜的另一侧将药物或者内源性物质释放的过程称为载体转运。载体转运主要分为主动转运和易化扩散两种方式。

a) 主动转运（active transport）主动转运需要能量，能量可直接来源于ATP的水解，或者间接来源于其他离子如Na+的电化学梯度。只要有足够的能量，主动转运可逆电化学差转运药物。这种转运对于体内代谢和神经递质的转运，以及通过干扰这些物质而产生药理作用的药物有重要的意义。

b) 易化扩散（facilitated diffusion）这种载体转运方式与主动转运不同的是在运输过程中不需要能量，因此，不能进行逆电化学差转运，所以它实际上是一种被动转运。易化扩散可加快药物的转运速率。如维生素B12经胃肠道吸收，葡萄糖进入红细胞内，甲氨蝶呤进入白细胞等均以易化扩散方式转运。

1.4.2 药物递送制剂的分类

药物载体是指能改变药物进入人体的方式和在体内的分布、控制药物的释放速度并将药物输送到靶向器官的体系[9]。广泛的天然载体化合物，从简单的离子化合物到复杂的细胞蛋白质类，作为载体将各种物质运入或者运出细胞以满足细胞的生存需要。被动运输一般用于一些较小的分子，如激素类等。虽然分子渗透的条件苛刻维持了细胞的健康，但与此同时也限制了药学研究和医药学的发展。在快速发展的药物递送介质领域，科学家们试图通过各种运输方法来克服这些天然的限制。现在被合成出来的递送介质分为共价和非共价的，而据我们所知，轮烷是目前唯一一类可以通过非共价键与客体键合并将客体递送至细胞内的化学合成化合物。轮烷的一些特性决定了其可以成为一种高效的运输载体。如轮烷在水溶液中和有机溶液中具有较好的相容性；轮烷可以在缓冲溶液，DMSO和乙腈中能与一系列的氨基酸和肽结合[10]。通过对这些溶剂的改变可以调整轮烷与特定客体的结合能力，轮烷对客体的结合能力可能达到最大而使其成为高效的新型递送介质[11]。