双聚唾液酸仿生材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双聚唾液酸仿生材料的制备方法：将聚唾液酸(PSA)还原胺化形成PSA‑NH2；将N‑乙酰神经氨酸进行衍生化，包括脱乙酰、还原端胺化和非还原端氧化形成醛基，得到含醛基唾液酸衍生物；通过交联剂N‑羟基琥珀酰亚胺活性酯将含醛基唾液酸衍生物与PSA‑NH2连接形成含双聚唾液酸仿生材料(CHO‑Sia‑(PSA)2)。本发明专利技术还提供了一种采用上述制备方法所得到的双聚唾液酸仿生材料。本发明专利技术还提供了一种双聚唾液酸修饰的复合物，由上述双聚唾液酸仿生材料与药物蛋白或含伯胺基化合物在氰基硼氢化钠的催化作用下反应后得来。本发明专利技术的双聚唾液酸仿生材料可以降低复合物的免疫原性，增强免疫识别和伪装逃避作用，可提高复合物在体内的稳定性、相容性和血液循环时间。

Bionic bionic materials for bimalsialic acid and their preparation methods

The invention relates to a preparation method of bionic bionic material for dialsialic acid: amidation of polysialic acid (PSA) to form PSA NH2; derivatization of N acetyl neuroammonia, including deacetylation, reduction end amination and non reductive end oxidation to form aldehyde group, aldehyde based sialic acid derivatives, and crosslinking agent N hydroxy succinyl. The imine active ester connects the aldehyde sialic acid derivative with PSA NH2 to form bionic sialic acid biomimetic material (CHO Sia Sia (PSA) 2). The invention also provides a bionic sialic acid biomimetic material obtained by the above preparation method. The invention also provides a composite of dialsialic acid modified by the reaction of the bionic bionic material of the polysialic acid and the reaction of the drug protein or the primary amine based compound in the catalytic action of sodium borohydride. The bionic bionic material of the present invention can reduce the immunogenicity of the compound, enhance the immune recognition and evasion of camouflage, and improve the stability, compatibility and blood circulation time of the complex in the body.

【技术实现步骤摘要】
双聚唾液酸仿生材料及其制备方法
本专利技术涉及生物医药技术和材料领域，尤其涉及一种双聚唾液酸仿生材料及其制备方法。
技术介绍
聚唾液酸(PSA)是由某些细菌和哺乳动物细胞产生的线性唾液酸聚合物，在许多生物过程中起着重要的作用。PSA上每个唾液酸残基都带有羧基，使得PSA大分子表面带有强负电荷，也造成PSA长链相互排斥。在哺乳动物中，PSA主要以双链形式存在于神经粘附分子(NCAM)上，参与细胞与细胞、细胞与机体间的作用，主要在细胞通讯、受精生殖、胚胎发育、肿瘤迁移等过程发挥生物学功能，存在于胚胎、婴儿、精子顶部和部分肿瘤细胞上；另外在人乳/小鼠乳中的CD36蛋白也含有寡聚唾液酸，患阿尔茨海默氏症和帕金森症患者的大脑也发现有PSA，另外神经分裂患者脑部NCAM上PSA聚合度比较小。PSA的主要存在形式是N-乙酰神经氨酸。PSA的聚合度在2-400dp左右，聚合度为2-20dp的称为寡聚唾液酸，聚合度大于21dp的称为聚唾液酸。目前，通过肠杆菌发酵获得PSA分子量最高可达800dp。唾液酸通常连接方式为：以α2,3-或α2,6-糖苷键连接到半乳糖/半乳糖胺上，作为糖蛋白或糖脂上糖缀合物末端糖基；或以α2,8连接形成同聚物连接到NCAM或部分糖脂上。从唾液酸的连接方式可以看出，PSA还原端与半乳糖连接，暴露在外侧糖链结构的是非还原端(含C7-C9醇羟基)。由于PSA在人体具有非免疫原特性，它被广泛用作生物材料。如英国Lipxen公司将PSA非还原端(即生物识别端)C7-C9位衍生化变成-CHO、-NH2等，然后用于修饰胰岛素、天冬氨酸酶、SOD酶等，可以起到使用聚乙二醇修饰后一样的效果。从现有技术可看出，对聚唾液酸或寡聚唾液酸衍生化方式主要集中于对非还原端的C7-C9羟基或羧基的改造，但是这些方法将还原端完全暴露在外端，而具有免疫识别作用的非还原端C7-C9羟基则被破坏或掩蔽，无法完全发挥PSA非免疫原性作用。而将还原端露在外面，PSA衍生物股仅能起到和PEG一样的水溶胀隔绝作用。此外，PSA能够与其它物质复合形成功能聚合物。例如将癸胺与PSA的羧基进行随机反应形成复合物用于包埋疏水药物。此外，还有文章公开了将唾液酸单体与十八胺在EDC和NHS催化作用反应形成两性材料，可以形成脂质体包裹地塞米松和阿霉素，有效抑制肿瘤生长。这种衍生化方式虽然保留唾液酸单体的C7-C9羟基，但是不适合用于聚唾液酸或寡聚唾液酸的衍生化，因为十八胺还可以与PSA上其他羧基发生反应。另外，也有利用PSA遇酸容易降解的机理制成靶向药物。对于PSA还原端改性应用方面，所采用NaIO4氧化非还原端形成醛基的方法使用NaIO4氧化破坏还原端C7-C9醇羟基，无法保留聚唾液酸发挥生物功能所需的必要基团。一般情况下，动物细胞中NCAM上PSA为20-200dp左右，如20dp左右的PSA能与SIGLEC-11作用而起到抗炎症作用；而精子顶端上PSA大约45-60dp左右，可以保护精子免受雌性生殖道免疫系统攻击。因此，在人体内，只有一定聚合度、露出非还原端的PSA才能发挥生物功能。
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双聚唾液酸仿生材料及其制备方法，本专利技术的双聚唾液酸仿生材料可以降低复合物的免疫原性，增强免疫识别和伪装逃避作用，可提高复合物在体内的稳定性、相容性和血液循环时间。在一方面，本专利技术提供了一种双聚唾液酸仿生材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚唾液酸(PSA)溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0-8.0，加入活化剂后在35-40℃下反应6-12h，聚唾液酸的还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到活化的聚唾液酸(PSA-NH2)；其中，活化剂为氰基硼氢化钠(NaCNBH3)或氢化钠(NaH)；优选地，活化剂为氰基硼氢化钠(NaCNBH3)，调节pH至7.0；反应温度为37℃；(2)在含有碱的溶剂中在70-80℃下反应12-24h后，调节pH至7.0-7.5，得到脱乙酰唾液酸衍生物；其中，所述溶剂为水和有机溶剂；优选地，在80℃下反应12-24h后，调节pH至7.0；(3)将脱乙酰唾液酸衍生物溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0-7.5，加入活化剂，在45-55℃下反应12-24h，脱乙酰唾液酸衍生物的两个还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到双胺基唾液酸衍生物；其中，活化剂为氰基硼氢化钠(NaCNBH3)或氢化钠(NaH)；优选地，调节pH至7.0，加入NaCNBH3，在50℃下反应12-24；(4)将双胺基唾液酸衍生物与高碘酸盐在35-40℃下避光震荡反应15-60min，得到含醛基唾液酸衍生物；此步骤中，双胺基唾液酸衍生物的非还原端(C7-C9上醇羟基)氧化形成活性醛基；其中，高碘酸盐为高碘酸钠(NaIO4)和/或高碘酸钾(KIO4)；优选地，高碘酸盐为高碘酸钠(NaIO4)，反应温度为37℃；(5)将含醛基唾液酸衍生物与交联剂N-羟基琥珀亚酰胺脂肪酸活性酯(DSG)在溶剂中于35-40℃下震荡反应2-4h，其中，溶剂为水和有机溶剂；再加入步骤(1)得到的活化的聚唾液酸(PSA-NH2)继续反应2-4h，得到双聚唾液酸仿生材料(CHO-Sia-(PSA)2)。进一步地，在步骤(1)和步骤(3)中，缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液或巴比妥钠-盐酸缓冲液溶液。进一步地，在步骤(1)-步骤(3)中，使用氯化铵或氢氧化钠调节pH。进一步地，在步骤(1)中，聚唾液酸的分子量为6kDa-100kDa。优选地，聚唾液酸的分子量为40-50kDa。进一步地，在步骤(1)中，聚唾液酸和活化剂的质量比为1:2.5-3.5。优选地，聚唾液酸和活化剂的质量比为1:2.5。进一步地，在步骤(2)中，碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。优选地，碱为氢氧化钠。进一步地，在步骤(2)和步骤(5)中，有机溶剂为乙醇、二甲亚砜(DMSO)和N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或几种。优选地，在步骤(2)中，有机溶剂为乙醇和二甲亚砜；在步骤(5)中，有机溶剂为二甲亚砜。在一具体实施例中，步骤(2)中，有机溶剂为乙醇和二甲亚砜，其中，N-乙酰神经氨酸、碱、水、乙醇和二甲亚砜的用量分别为1g、8g、60mL、200mL和300mL。进一步地，在步骤(3)中，脱乙酰唾液酸衍生物与活化剂的质量比为1:5。进一步地，在步骤(4)中，高碘酸盐的浓度为0.1-0.2mol/L。进一步地，在步骤(4)中，震荡反应后还包括加入乙二醇终止反应的步骤。步骤(1)的反应方程路线如下：步骤(2)-步骤(5)的反应路线如下：路线中R1代表戊二酰基。在另一方面，本专利技术还提供了一种采用上述制备方法所得到的双聚唾液酸仿生材料(CHO-Sia-(PSA)2)。其结构示意如下：其中，X代表醛基，Sia代表衍生化唾液酸，NeuAc表示PSA上N-乙酰神经氨酸残基。在又一方面，本专利技术还提供了一种双聚唾液酸修饰的复合物，由上述双聚唾液酸仿生材料与药物蛋白或含伯胺基化合物在氰基硼氢化钠的存在下反应后得来。进一步地，其反应条件为在40-45℃下反应1-3h。进一步地，其反应路线如下：其中，路线中R1代表戊二酰基，代表药物蛋白或其他含伯胺基化合物。进一步地，药物蛋白为尿酸酶、L-天冬氨酸酶、促红细胞生成素(E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双聚唾液酸仿生材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚唾液酸溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0‑8.0，加入活化剂后在35‑40℃下反应，所述聚唾液酸的还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到活化的聚唾液酸；其中，所述活化剂为氰基硼氢化钠或氢化钠；(2)将N‑乙酰神经氨酸在含有碱的溶剂中在70‑80℃下反应12‑24h后，调节pH至7.0‑7.5，得到脱乙酰唾液酸衍生物；其中，所述溶剂为水和有机溶剂；(3)将所述脱乙酰唾液酸衍生物溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0‑7.5，加入所述活化剂，在45‑55℃下反应，所述脱乙酰唾液酸衍生物的两个还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到双胺基唾液酸衍生物；(4)将所述双胺基唾液酸衍生物与高碘酸盐在35‑40℃下反应，得到含醛基唾液酸衍生物；其中，所述高碘酸盐为高碘酸钠和/或高碘酸钾；(5)将所述含醛基唾液酸衍生物与N‑羟基琥珀亚酰胺脂肪酸活性酯在溶剂反应，其中，所述溶剂为水和有机溶剂，反应温度为35‑40℃；再加入所述活化的聚唾液酸继续反应2‑4h，得到所述双聚唾液酸仿生材料。

【技术特征摘要】
1.一种双聚唾液酸仿生材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚唾液酸溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0-8.0，加入活化剂后在35-40℃下反应，所述聚唾液酸的还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到活化的聚唾液酸；其中，所述活化剂为氰基硼氢化钠或氢化钠；(2)将N-乙酰神经氨酸在含有碱的溶剂中在70-80℃下反应12-24h后，调节pH至7.0-7.5，得到脱乙酰唾液酸衍生物；其中，所述溶剂为水和有机溶剂；(3)将所述脱乙酰唾液酸衍生物溶于缓冲溶液中，调节pH至7.0-7.5，加入所述活化剂，在45-55℃下反应，所述脱乙酰唾液酸衍生物的两个还原端发生还原氨化反应后生成伯胺基，得到双胺基唾液酸衍生物；(4)将所述双胺基唾液酸衍生物与高碘酸盐在35-40℃下反应，得到含醛基唾液酸衍生物；其中，所述高碘酸盐为高碘酸钠和/或高碘酸钾；(5)将所述含醛基唾液酸衍生物与N-羟基琥珀亚酰胺脂肪酸活性酯在溶剂反应，其中，所述溶剂为水和有机溶剂，反应温度为35-40℃；再加入所述活化的聚唾液酸继续反应2-4h，得到所述双聚唾液酸仿生材料。2.根据权利要求1所述的双聚唾液酸仿生材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)和步骤(3)中，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液或巴比妥盐酸缓冲溶液。3.根据权利要求1所述的双聚唾液酸仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑荣，詹晓北，张洪涛，高敏杰，蒋芸，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32