一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医用材料技术领域，首先以硫辛酸、乙二胺在N,N'‑羰基二咪唑催化剂下，合成黄色凝胶状化合物硫辛酰乙二胺；再用硫辛酰乙二胺、聚乙二醇二缩水甘油醚和赖氨酸通过亲核加成机理进行聚合，制备了聚(赖氨酸‑co‑聚乙二醇二缩水甘油醚‑co‑硫辛酰乙二胺)三元共聚物，然后在选择性溶剂中通过自组装形成两性离子纳米胶束。在不同pH条件下通过质子化/去质子化作用，可赋予胶束优异的抗蛋白质非特异性吸附以及增强的细胞摄取性能；硫辛酰基中的二硫键可在1,4‑二巯基苏糖醇作用下形成线性聚双硫结构，使胶束内核交联并在细胞内还原条件下破坏交联结构，可实现药物的控释。本发明专利技术的纳米胶束有望成为治疗癌症的药物载体。

Method for preparing charge reversible reversible sensitive crosslinked micelle

The present invention relates to the technical field of biomedical materials, first with lipoic acid and ethylenediamine in N, N'two carbonyl imidazole catalyst, synthesis of yellow gel compound lipoyl ethylenediamine; then lipoyl ethylenediamine, glycol two glycidyl ether and lysine was polymerized by nucleophilic addition mechanism, preparation of poly (lysine co polyethylene glycol two glycidyl ether Co lipoyl ethylenediamine) three copolymer, then formed through the self-assembly of zwitterionic micelles in selective solvents. Under different pH conditions by protonation / deprotonation gives micelle excellent anti protein non specific adsorption properties of cellular uptake and enhanced; two disulfide sulfur n-octanoyl in the form of linear poly disulfide structure in 1,4 two dithiothreitol under the action of the micelle core crosslinking and damage reduction under the condition of crosslinking structure within the cell, can realize drug controlled release. The nanometer micelle of the invention is hopeful to be a drug carrier for curing cancer.

【技术实现步骤摘要】
一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法
本专利技术涉及生物医用材料
，尤其涉及一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法。
技术介绍
在过去的几十年里，为了提高化疗药物的治疗效果，纳米胶束、囊泡、微球等聚合物载体得到大力发展。聚合物药物载体通过链段与药物的亲疏水作用物理包封药物或共价结合药物，以改善药物在体内的循环稳定性，提高对治疗部位的靶向性以及有效减少对身体的副作用。然而，目前发展的纳米药物载体仍然面临一些挑战，例如载体与血液成分的相互作用、抗体液稀释稳定性差以及低的细胞摄取率等等。载药纳米载体在进入人体之后，受到大量体液稀释，稳定性变差。为了提高稳定性，对载体进行亲水壳交联、疏水核交联或核壳界面交联，以降低稀释引起的载体解离。然而，这些传统的交联方式在稳定载体的同时也降低了药物释放的效率。此外，极少数交联结构是具有生物相容性以及生物可降解性的，这大大限制了此类载体在生物医药领域的应用。血液中的复杂蛋白质成分，容易与携带正电荷的载体或与载体中的活性基团发生反应而使载体聚集，被清除体外。而顺利进入靶向部位的载体因细胞膜排斥减少了细胞对载药载体的摄入，影响药物的生物利用度。近年来，研究人员将酸敏感键断裂引起的电荷转换应用于药物载体，使得载体在体内循环时带负电荷，有效避免与血液中蛋白的相互作用；进入肿瘤组织中时，弱酸环境使载体带上正电荷，可增强载体与癌细胞的相互作用，提高细胞对载体的摄取。此种电荷转换的优点在于同时赋予载体抗蛋白吸附性能和提高细胞摄取能力。目前，关于具有电荷翻转的可逆核交联的药物载体报道较少，赋予电荷翻转性质以及交联结构所需的反应繁琐，且形成的材料多不能满足生物可降解性，降低了此类材料的应用可行性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种生物相容性良好的电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法。本专利技术提供一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束，该聚合物是由三种单体聚乙二醇二缩水甘油醚、赖氨酸和硫辛酰乙二胺通过亲核开环反应合成，合成示意图如图1所示。为了达到合适的亲疏水比例形成胶束，所选聚乙二醇二缩水甘油醚分子量为315g/mol。三种单体的投料摩尔比为1:0.9:0.1～1:0.1:0.9，可调节组分比例控制胶束的形成以及其等电点。本专利技术中亲核加成反应在50℃下反应三天，高温长时间反应有利于形成分子量大且均一的聚合物，使组装的胶束粒径分散性更低。三种单体单元在纳米胶束中具有各自的功能作用：1)聚乙二醇二缩水甘油醚作为连接两个功能小分子的桥梁，生物相容性好；2)赖氨酸作为人体必需氨基酸之一，分子中的羧基和胺基可在不同pH条件下实现质子化/去质子化，从而控制载体表面所带电荷，同时实现血液抗蛋白吸附以及增强的细胞吸收性能；3)硫辛酸是人体内的抗氧化剂，其五元环中的二硫键可在催化量的DTT作用下与多个相邻的二硫键形成交联结构，而此交联结构在高浓度的还原剂(如GSH)作用下可断裂，这种特殊的可逆交联结构可稳定载体在体内循环，而在细胞内部高浓度GSH作用下即可被破坏，提高药物的靶向释放能力。本专利技术还提供一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法，依次包括以下步骤：1)硫辛酸和乙二胺在催化剂N,N'-羰基二咪唑作用下反应生成硫辛酰乙二胺；2)将硫辛酰乙二胺、不同分子量的聚乙二醇二缩水甘油醚和赖氨酸通过亲核加成反应得到三元共聚物粗液；3)将反应粗液进行透析，干燥，得到纯净的聚合物粉末；4)将粉末溶解，在持续搅拌下，向三元共聚物溶液中缓慢滴加超纯水；5)滴水结束后，搅拌一段时间将溶液转入透析袋中，透析处理得到非交联纳米胶束。6)在氮气气氛下，往非交联胶束溶液中加入催化量DTT溶液，搅拌24小时后透析24小时，得到交联纳米胶束溶液。具体的，所述步骤1)中，硫辛酸和乙二胺酰胺化反应所选催化剂为N,N'-羰基二咪唑，反应溶剂为氯仿，反应后的产物分别用10％氯化钠、1M氢氧化钠萃取。具体的，所述步骤2)中，选用分子量为315g/mol的聚乙二醇二缩水甘油醚进行亲核反应，在这个分子量下，可很好地控制聚合物亲疏水比例，从而形成胶束。具体的，所述步骤2)中，三个反应组分之间的摩尔为1:0.9:0.1～1:0.1:0.9，可根据合适的粒径、等电点选择最佳反应比例。反应溶剂为甲醇与水的混合液，体积比为1:1，在氮气保护下、50℃反应3天。具体的，所述步骤3)中，采用截留分子量为3500的透析袋进行透析，透析液为甲醇和水的混合溶液(v:v＝1:1)。透析的目的在于除去低分子量的聚合物，有利于形成粒径均一的胶束。具体的，所述步骤4)中，将聚合物溶解于二甲基亚砜中，待充分溶解后，再以30s/滴的速度滴加超纯水。具体的，所述步骤5)中，滴完水继续搅拌两小时后转入截留分子量为3500的透析袋中，透析不少于24小时，得到纯净的非交联纳米胶束溶液。具体的，所述步骤6)中，DTT为硫辛酰基的10mol％，过量的DTT会导致二硫键彻底断裂而无法交联。反应在25℃避光条件下进行。本专利技术还提供一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束，在制备化疗药物载体中的应用。胶束通过疏水作用负载疏水性抗癌药物，同时，疏水链段硫辛酰乙二胺中的二硫键可在催化量的DTT作用下交联，形成更加稳定的载药纳米胶束。由于癌细胞中特殊的生理环境，其细胞质和细胞核中的GSH含量可高达人体血液中的1000倍，这可使原先在血液中稳定包载药物循环的纳米胶束在进入癌细胞后，交联的二硫键被高浓度的GSH还原破坏，使药物在细胞内实现控制释放。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1.利用亲核加成合成聚合物，无需添加催化剂，反应温和高效。2.赖氨酸在亲核加成过程中，侧基上的氨基受羧基影响参加反应的可能性大大降低；留下的氨基和羧基在不同pH条件下质子化/去质子化，可实现在体内循环时优异的抗蛋白吸附性能。3.在达到肿瘤组织时，胶束表面电荷翻转为正电荷，可通过静电作用提高癌细胞对药物载体的摄取，无需与特定配体结合，增加反应难度。4.纳米胶束中的二硫键可在催化量的DTT作用下形成内部核交联的稳定结构，在人体内实现稳定循环；而在含高浓度GSH的细胞核和细胞质中快速响应断裂。该纳米胶束可用于负载抗癌药物并实现药物的靶向释放。5.利用聚乙二醇二缩水甘油醚和人体内源性物质为原料合成的聚合物，具有良好的生物相容性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术中形成交联胶束示意图；图2为本专利技术中电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束交联前后的透射电镜图片，图中，N4代表聚乙二醇二缩水甘油醚、硫辛酰乙二胺与硫辛酸以摩尔比为：1:0.3:0.7时反应所得到的电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束；图3为本专利技术中电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的临界胶束浓度，图中，N1、N2、N3、N4分别代表聚乙二醇二缩水甘油醚、硫辛酰乙二胺与硫辛酸以摩尔比为：1:1:0,1:0.7:0.3,1:0.5:0.5,1:0.3:0.7时反应所得到的电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束，C为聚合物胶束浓度，单位：mg/mL；图4为本专利技术中电荷可翻转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法，依次包括以下步骤：1)硫辛酸和乙二胺在催化剂作用下反应生成硫辛酰乙二胺，代号LAE；2)将LAE、聚乙二醇二缩水甘油醚和赖氨酸通过亲核加成反应得到三元共聚物粗溶液；3)将反应粗溶液进行透析，干燥，得到纯净的聚合物粉末；4)将粉末溶解，在持续搅拌下，向三元共聚物溶液中缓慢滴加超纯水；5)滴水结束后，搅拌一段时间将溶液转入透析袋中，透析处理得到非交联纳米胶束。6)在氮气流下，向非交联胶束溶液中加入催化量1,4‑二巯基苏糖醇溶液，代号DTT，搅拌24小时后透析24小时，得到交联纳米胶束溶液。

【技术特征摘要】
1.一种电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法，依次包括以下步骤：1)硫辛酸和乙二胺在催化剂作用下反应生成硫辛酰乙二胺，代号LAE；2)将LAE、聚乙二醇二缩水甘油醚和赖氨酸通过亲核加成反应得到三元共聚物粗溶液；3)将反应粗溶液进行透析，干燥，得到纯净的聚合物粉末；4)将粉末溶解，在持续搅拌下，向三元共聚物溶液中缓慢滴加超纯水；5)滴水结束后，搅拌一段时间将溶液转入透析袋中，透析处理得到非交联纳米胶束。6)在氮气流下，向非交联胶束溶液中加入催化量1,4-二巯基苏糖醇溶液，代号DTT，搅拌24小时后透析24小时，得到交联纳米胶束溶液。2.根据权利要求1所述的电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，反应溶剂为氯仿，反应催化剂为N,N'-羰基二咪唑，用量为硫辛酸的80Wt％～90Wt％，反应后的产物分别用10％氯化钠、1M氢氧化钠萃取。3.根据权利要求1所述的电荷可翻转的还原敏感可逆交联纳米胶束的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，合成三元共聚物的三组分的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁媛媛，倪才华，张丽萍，石刚，桑欣欣，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32