具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法，该聚合物药物载体包括疏水内核和亲水外壳，疏水内核为聚天冬氨酸或聚谷氨酸通过二硫键链接四苯乙烯制得的聚氨基酸链接TPE嵌段，亲水外壳为聚磷酰胆碱嵌段。该聚合物药物载体，其疏水性内核为接枝了四苯乙烯的聚氨基酸嵌段，亲水性外壳为聚磷酸胆碱嵌段，其独特的仿生物膜结构为纳米载体提供了优异的生物相容性，在疏水性内核内包裹上抗癌药物，制得聚合物载药胶束，该聚合物载药胶束具有氧化还原响应，同时四苯乙烯的AIE(聚集诱导发光)成像性能实现药物在体内踪迹的监控。

Polymer drug carriers, drug loaded micelles with redox response and AIE effect and their preparation methods

The present invention provides a polymeric drug carrier with redox response and AIE effect, a drug-carrying micelle and a preparation method thereof. The polymeric drug carrier comprises a hydrophobic core and a hydrophilic shell. The hydrophobic core is a polyamino acid-linked TPE block made of polyaspartic acid or polyglutamic acid linked with tetra-styrene via disulfide bond. The hydrophilic outer shell is a polyphosphorylcholine block. The hydrophobic core of the polymer drug carrier is a polyamino acid block grafted with tetra-styrene and the hydrophilic shell is a polycholine phosphate block. Its unique biomimetic membrane structure provides excellent biocompatibility for the nanocarrier. The polymer drug-loaded micelles are prepared by encapsulating anticancer drugs in the hydrophobic core. Compound-loaded micelles exhibit redox response, and the AIE (Aggregation-Induced Luminescence) imaging performance of tetra-styrene enables the monitoring of drug traces in vivo.

【技术实现步骤摘要】
具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法
本专利技术属于聚合物药物载体
，具体涉及一种具有氧化还原响应和AIE(聚集诱导发光)效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法。
技术介绍
常规的癌症治疗中使用的抗癌药物的给药方式会对人体正常组织造成很大的毒副作用，因此，研究安全、高效的抗癌药物载体对提高药物的治疗效果和减少药物的毒副作用具有重大意义。具有一定尺寸的纳米药物载体可以通过肿瘤组织处的增强渗透滞留效应(EPR效应)，在肿瘤组织处靶向富集，有助于减少抗癌药物的副作用和提高疗效。常规的纳米药物载体在癌细胞内药物释放缓慢，缺乏智能释放，限制了药物的治疗效果。同时，传统的胶束药物载体无法示踪药物在体内的分布，而传统的荧光分子团由于聚集诱导淬灭(ACQ)效应，限制了它们在生物成像上的应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法，其载药胶束抗癌效果好，安全性高，能同时具有氧化还原响应和聚集诱导发光成像功能。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体，包括疏水内核和亲水外壳，疏水内核为聚天冬氨酸或聚谷氨酸通过二硫键链接四苯乙烯制得的聚氨基酸链接TPE嵌段，亲水外壳为聚磷酰胆碱嵌段，该聚合物药物载体的结构式如式Ⅴ所示：其中，聚氨基酸链接TPE嵌段的聚合度n为10-50，侧链C原子个数x为1或2，四苯乙烯的接枝率为50-100％；聚磷酰胆碱嵌段的聚合度m为15-100。进一步地，聚氨基酸链接TPE嵌段的分子量为1000-10000；聚磷酰胆碱嵌段的分子量为1000-20000。上述具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体的制备方法，包括以下步骤：(1)制备聚氨基酸苄酯大分子引发剂在氮气保护下，以N-(2-氨基乙基)2-溴异丁酰胺为引发剂在N，N-二甲基甲酰胺溶剂中引发L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体或L-天冬氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体开环聚合，室温下反应65-75h，反应产物经减压蒸馏浓缩后在乙醚中沉析，最后真空干燥，得聚谷氨酸苄酯或聚天冬氨酸苄酯大分子引发剂，其化学结构式为如式Ⅱ所示，其中，N-(2-氨基乙基)2-溴异丁酰胺和L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体或L-天冬氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体的质量比为0.2-0.25:4-6；其中，聚氨基酸苄酯嵌段的聚合度n为10-50；碳原子个数x为1或2；(2)制备两嵌段聚合物前体在惰性气体保护下，将步骤(1)所得物、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体、溴化亚铜和2,2-联吡啶混合，于35-45℃反应42-55h，制得两嵌段聚合物前体，其结构式如Ⅲ所示；其中，步骤(1)所得物和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体的质量比为1-3:1-3，步骤(1)所得物、溴化亚铜和2,2-联吡啶的摩尔比为1-2:1-2:2-4；其中，聚磷酰胆碱嵌段的聚合度m为15-100；(3)制备全亲水嵌段聚合物在惰性气体保护下，将步骤(2)所得物和胱胺按质量比为0.8-1.5:1-2.5混合，室温下反应30-40h，制得全亲水嵌段聚合物，其结构式如式Ⅳ所示；(4)制备聚合物药物载体将步骤(3)所得物和对硝基苯基四苯乙烯酯按质量比为1-2:1-2混合，室温反应30-40h，制得聚合物药物载体，其结构式如式V所示；进一步地，步骤(1)中N-(2-氨基乙基)2-溴异丁酰胺和L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体或L-天冬氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体的质量比为0.209:5。进一步地，步骤(2)中步骤(1)所得物和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体的质量比为1:1，步骤(1)所得物、溴化亚铜和2,2-联吡啶的摩尔比为1:1:2。进一步地，步骤(3)中步骤(2)所得物和胱胺的质量比为1:1.3。进一步地，步骤(4)中步骤(3)所得物和对硝基苯基四苯乙烯酯的质量比为1:1。采用上述聚合物药物载体制备载药胶束的方法，包括以下步骤：将聚合物药物载体和抗癌药物混合，室温搅拌6-12h，然后通过自组装滴加到蒸馏水或超纯水中，透析6-48h，制得；其中聚合物药物载体和抗癌药物的质量比为8-12:1-5。进一步地，抗癌药物为阿霉素、紫杉醇或姜黄素。上述方法制得的具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物载药胶束，其结构式如式Ⅰ所示：其中，聚氨基酸链接TPE嵌段的聚合度n为10-50，侧链C原子个数x为1或2，四苯乙烯的接枝率为50-100％；聚磷酰胆碱嵌段的聚合度m为15-100；R*基团为抗癌药物。本专利技术提供的具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法，具有以下有益效果：(1)本专利技术中的聚合物药物载体，其疏水性内核为接枝了四苯乙烯的聚氨基酸嵌段，亲水性外壳为聚磷酸胆碱嵌段，其独特的仿生物膜结构为纳米载体提供了优异的生物相容性，在疏水性内核内包裹上抗癌药物，制得聚合物载药胶束，其粒径分布在10-200nm之间；通过体外细胞水平和体内动物水平，与自由药物对比，载药胶束在药效、生物安全性和循环时间方面均有明显提高，可以实现抗癌药物的高效低毒功能，具有氧化还原响应，同时四苯乙烯的AIE(聚集诱导发光)成像性能实现了抗癌药物在体内踪迹的监控。附图说明图1为聚合物药物载体的核磁氢谱图。图2为聚合物载药胶束的粒径分布图。图3为聚合物载药胶束的透射电镜图。图4为聚合物载药胶束在生理盐水和10mM谷胱甘肽中的粒径变化结果图。图5为聚合物载药胶束的体外药物释放结果图。图6为聚合物载药胶束对乳腺癌细胞的抑制结果图。图7为动物试验中聚合物载药胶束对肿瘤体积的影响结果图。图8为动物试验中聚合物载药胶束对小鼠体重的影响结果图。图9为聚合物载药胶束的聚集诱导发光成像结果图。具体实施方式实施例1具有氧化还原响应和聚集诱导发光效应的聚合物药物载体，其制备方法包括以下步骤：(1)制备聚氨基酸苄酯大分子引发剂称取5gL-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体，溶解于50mL无水N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.209gN-(2-氨基乙基)-2-溴异丁酰胺作为引发剂，在氮气保护下，室温搅拌反应72h，反应结束后反应产物经减压蒸馏浓缩后再在乙醚中沉析3次，最后真空干燥，得式Ⅱ所示的大分子引发剂；其中，聚氨基酸嵌段的聚合度n为18；(2)制备两嵌段聚合物前体取步骤(1)所得物(0.9g，0.184mmol)与2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体(1.8g，6.102mmol)共溶于20mL甲醇和二甲亚砜的混合溶液，甲醇与二甲亚砜的体积比为1:1，体系充分除氧后，在氮气保护下加入1mmol溴化亚铜(26.5mg，0.184mmol)和2mmol2,2-联吡啶(57.4mg，0.368mmol)，于40℃反应48h，反应结束后将反应产物过中性三氧化二铝柱除去铜盐，浓缩后用冰乙醚沉析，最后真空干燥，得到如式Ⅲ所示的两亲嵌段共聚物前体：其中，聚磷酸胆碱嵌段的聚合度m为57；(3)制备全亲水嵌段聚合物称取步骤(2)所得物1g，溶于20mL甲醇和二甲亚砜的混合溶液，甲醇与二甲亚砜的体积比为1:1，体系充分除氧后，在氩气保护下加入加入1.3g胱胺，室温搅拌36h，旋转蒸发除去溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体，其特征在于，包括疏水内核和亲水外壳，疏水内核为聚天冬氨酸或聚谷氨酸通过二硫键链接四苯乙烯制得的聚氨基酸链接TPE嵌段，亲水外壳为聚磷酰胆碱嵌段，该聚合物药物载体的结构式如式Ⅴ所示：

【技术特征摘要】
1.具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体，其特征在于，包括疏水内核和亲水外壳，疏水内核为聚天冬氨酸或聚谷氨酸通过二硫键链接四苯乙烯制得的聚氨基酸链接TPE嵌段，亲水外壳为聚磷酰胆碱嵌段，该聚合物药物载体的结构式如式Ⅴ所示：其中，聚氨基酸链接TPE嵌段的聚合度n为10-50，侧链C原子个数x为1或2，四苯乙烯的接枝率为50-100％；聚磷酰胆碱嵌段的聚合度m为15-100。2.根据权利要求1所述的具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体，其特征在于，聚氨基酸链接TPE嵌段的分子量为1000-10000；聚磷酰胆碱嵌段的分子量为1000-20000。3.如权利要求1或2所述的具有氧化还原响应和AIE效应的聚合物药物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备聚氨基酸苄酯大分子引发剂在氮气保护下，将N-(2-氨基乙基)2-溴异丁酰胺和L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体或L-天冬氨酸-γ-苄酯-N-羧酸酐单体按质量比为0.2-0.25:4-6混合，室温反应65-75h，制得聚谷氨酸苄酯或聚天冬氨酸苄酯大分子引发剂，其结构式如式Ⅱ所示：其中，聚氨基酸苄酯嵌段的聚合度n为10-50；碳原子个数x为1或2；(2)制备两嵌段聚合物前体在惰性气体保护下，将步骤(1)所得物、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体、溴化亚铜和2,2-联吡啶混合，于35-45℃反应42-55h，制得两嵌段聚合物前体，其结构式如Ⅲ所示；其中，步骤(1)所得物和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱单体的质量比为1-3:1-3，步骤(1)所得物、溴化亚铜和2,2-联吡啶的摩尔比为1-2:1-2:2-4；其中，聚磷酰胆碱嵌段的聚合度m为15-100；(3)制备全亲水嵌段聚合物在惰性气体保护下，将步骤(2)所得物和胱胺按质量比为0.5-1.2:0.8-1.5混合，室温下反应30-40h，制得全亲水嵌段聚合物，其结构式如式Ⅳ所示；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云兵，胡军，庄伟华，胡艳飞，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51