本发明专利技术公开了一种两亲性γ-聚谷氨酸纳米药物载体的制备方法，即以γ-聚谷氨酸为主链接枝疏水性基团，从而获得一种生物相容性好、可降解的两亲性γ-聚谷氨酸衍生物，在水介质中可自组装形成粒径为200～1000nm的纳米胶束，其疏水核-亲水壳结构有利于提高疏水性药物在水介质中的溶解度，进而有望提高药物在体内的生物利用度，此外还可以用于蛋白及DNA的负载。本发明专利技术所述γ-聚谷氨酸纳米微球的制备方法简单易行，原料均可工业化生产，重现性好，且载药率高，具有良好的缓释效果和环境智能响应（pH-酶复合敏感）等相应特性，具有很好的推广应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子与医用生物材料领域，具体来讲是一种具有环境响应特性和疏水核-亲水壳结构的Y-聚谷氨酸纳米微粒的方法。
技术介绍
目前，基于功能基因组分析的药物筛选已获得各种药物活性物质，如蛋白、多肽、DNA等生物大分子药物，但这些潜在的候选药物由于结构复杂，易因环境和载体材料的影响失去药物活性，而利用两亲性嵌段/接枝聚合物以超分子自组装的方式实现药物负载和控缓释的有效途径，特别是采用两亲性嵌段/接枝聚合物获得自组装载药纳米微粒是目前该领域研究的热点。从体内安全性考虑，天然高分子材料具有良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性和非免疫原性等，用于药物载体更具优势。此外，由于天然高分子链上通常含有大量游离的功能基团(如羧基和氨基等)，其自身性质(如二级结构、体积、形状、表面积、力学性能等将)对温度、离子、pH、酶、电场等环境因子具有一定响应特性。目前，针对多糖及其改性衍生物的聚合物胶束的研究较多，如壳聚糖、支链淀粉、透明质酸等。由于高分子多糖水溶性较差，往往还需引入亲水基团改善其水溶性，导致改性产物的自组装性能变差、包封药物以及控释药物的能力减弱，而水溶性小分子多糖药物负载量不高，应用于药物载体受到极大限制。聚氨基酸是目前研究较多的另一种重要的功能高分子材料，包括化学法合成的聚氨基酸材料和天然聚氨基酸。目前，基于化学法合成聚氨基酸材料的功能化改性及用于药物载体的研究较多，如α -聚谷氨酸(谷氨酸单体经α_酰胺键结合)(Liang, etal.Biomaterials, 2006，27:2051-2059)、聚天冬氨酸(Yang, etal. BiotechnologyLetter，2005，27，977-982)。作为迄今发现的三种天然聚氨基酸之一，Y-聚谷氨酸(Y -polyglutamic acid,简称Y-PGA)是一种由D, L-谷氨酸单体经Y-酰胺键结合形成的多聚氨基酸，较化学合成的聚氨基酸具有更好的组织亲和性、相容性和可生物降解性能，能被机体吸收、代谢和排泄，不易产生积蓄和毒副作用，初步研究结果已显示出在药物传输领域的应用潜力(Shih IL, Van YT. Bioresour Technol, 2001，79: 207-225 ;Bajaj I, SinghalR.Bioresour Technol,2011, 102:5551-5561)。微生物发酵法合成的Y-PGA分子量与闻分子多糖相近,分子量在ICTlOOOKDa,但具有更好的水溶性，侧链修饰后获得两亲性Y-PGA接枝衍生物，在水介质中可自组装为稳定的亲水壳-疏水核结构，可作为疏水性药物或活性大分子药物的理想载体。值得注意的是Y-PGA 二级结构与侧链羧基的电离度有关，未电离的侧链羧基对二级结构的分子内氢键有稳定作用，当羧基电离时会破坏其氢键稳定从而发生结构转变，具体表现为Y -PGA二级结构对PH非常敏感，在酸性条件下呈平行的β -折叠片层，在中性条件下呈无规卷曲，而在碱性条件下是更为收缩的无规卷曲形式(Ashiuchi M, Misono H. Biopolymers[Μ].Weinheimiffiley-VCH, 2002，7:123)，由于人体内各组织的环境pH值各有差别，特别是肿瘤组织的pH值一般低于正常组织，设计针对肿瘤组织或特定器官的pH敏感的给药系统无疑具有重要的意义和临床应用价值。除PH敏感特性外，Y-PGA还可被生物体内特异性的Y -酰胺键水解酶一谷氨酰转肽酶(GGT)外切水解为寡聚氨基酸或谷氨酸单体(KimuraK, Tran PL, Uchida I, etal. Microbiology, 2004，150:4115-4123)，而人血清中 GGT 主要来自肝脏，因此，Y-PGA的pH-酶双重敏感特性使得开发针对特定器官(如肝脏)肿瘤组织的刺激-应答式给药系统成为可能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种两亲性Y-PGA纳米药物载体的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的思路是以Y-PGA为主链，将内源性的疏水基团引入其侧链游离的羧基上，使获得的接枝Y -PGA衍生物同时具有优异的生物相容性、生物降 解性和环境响应特性(pH-GGT复合敏感)。将此接枝聚合物溶于水介质中，在超声条件下，通过分子自组装原理，可快速形成Y-PGA纳米胶束，并可作为蛋白、DNA以及疏水性药物的良好载体。本专利技术采用的技术方案如下一种两亲性Y -PGA纳米药物载体的制备方法，该方法包括以下步骤(I)两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物的合成(Ia)将Y-聚谷氨酸溶解于溶剂I中，形成l(T20g/L的Y -聚谷氨酸溶液；(Ib)将催化剂加入步骤(Ia)得到的Y-聚谷氨酸溶液中，催化剂与Y-聚谷氨酸中的谷氨酸单体残基的摩尔比为(12 2. O) :l，50(Tl000r/min反应活化6 12h，形成反应活化液；(Ic)将疏水性修饰物H溶解于溶剂II中，疏水性修饰物H与Y-聚谷氨酸中谷氨酸单体残基的摩尔比为(O. 2^1. O) :1 ；(Id)将步骤(Ic)得到的疏水性修饰物H溶液于3(T90min内缓慢滴加到步骤(Ib)得到的反应活化液中，l(T40°C、50(Tl000r/min条件下反应12 24h，形成反应液；(Ie)将步骤(Id)得到的反应液加入溶剂III中使Y _聚谷氨酸接枝产物沉淀，溶剂III的体积用量为步骤(Id)得到的反应液体积的广2倍，过滤收集沉淀，先用溶剂III清洗，再用乙醚清洗，反复透析-冻干后得两亲性Y -聚谷氨酸接枝产物；(2)两亲性Y-聚谷氨酸纳米药物载体的制备将步骤(Ie)得到的两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物加入到pH4 7.5、0. I飞mol/L的磷酸盐缓冲液中，两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物在磷酸盐缓冲液中的浓度为f5mg/mL，于25 37°C下震荡12 36h获得准备液，随后利用分子组装的原理，将准备液采用探针型超声仪于冰水浴中超声处理后获得粒径为20(Tl000nm、粒径多分散系数PDI为O. Γθ. 5的纳米胶束分散液，再经离心或超滤，冷冻干燥获得两亲性Y -聚谷氨酸纳米药物载体。步骤(Ia)中，Y-PGA可采用不同分子量的Y-PGA原料(10KDa 1000KDa)，其分子量分布系数应在l.f 2. O之间。步骤(Ia)中，所述的溶剂I 为 0. 3^1. OmoI/L 的 Na2CO3 水溶液、0. 3^1. OmoI/L 的NaHCO3水溶液、磷酸盐缓冲液(PBS )、二甲亚砜(DMSO )、吡啶、N，N- 二甲基甲酰胺(DMF )、N, N- 二乙基甲酰胺(DEF)和N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)中的任意一种或几种的混合物。步骤(Ib)中，所述催化剂为碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)中的任意一种或两种的混合物。步骤(Ic)中，所述的疏水性修饰物H为带有非极性或疏水侧链的氨基酸的酯化衍生物、或固醇类化合物、或烷醇、或油醇、或生育酚、或聚(N-异丙基丙烯酰胺)、或糖皮质激素、或阿霉素、或紫杉醇；其中，所述的带有非极性或疏水侧链的氨基酸的酯化衍生物为酪氨酸、或色氨酸、或苯丙氨酸、或缬氨酸、或亮氨酸、或异亮氨酸、或脯氨酸、或丙氨酸的酯化衍生物；所述的固醇类化合物为胆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种两亲性Y-聚谷氨酸纳米药物载体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物的合成 (Ia)将Y-聚谷氨酸溶解于溶剂I中，形成l(T20g/L的Y-聚谷氨酸溶液； (Ib)将催化剂加入步骤(Ia)得到的Y-聚谷氨酸溶液中，催化剂与Y-聚谷氨酸中的谷氨酸单体残基的摩尔比为(12 2. 0) :l，50(Tl000r/min反应活化6 12h，形成反应活化液； (Ic)将疏水性修饰物H溶解于溶剂II中，疏水性修饰物H与Y-聚谷氨酸中谷氨酸单体残基的摩尔比为(0. 2 I. 0):1 ; (Id)将步骤(Ic)得到的疏水性修饰物H溶液于3(T90min内缓慢滴加到步骤(Ib)得到的反应活化液中，l(T40°C、50(Tl000r/min条件下反应12 24h，形成反应液； (Ie)将步骤(Id)得到的反应液加入溶剂III中使Y-聚谷氨酸接枝产物沉淀，溶剂III的体积用量为步骤(Id)得到的反应液体积的f 2倍，过滤收集沉淀，先用溶剂III清洗，再用乙醚清洗，反复透析-冻干后得两亲性Y -聚谷氨酸接枝产物； (2)两亲性Y-聚谷氨酸纳米药物载体的制备 将步骤(Ie)得到的两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物加入到pH4 7.5、0. f 5mol/L的磷酸盐缓冲液中，两亲性Y-聚谷氨酸接枝产物在磷酸盐缓冲液中的浓度为f5mg/mL，于25 37°C下震荡12 36h获得准备液，随后利用分子组装的原理，将准备液采用探针型超声仪于冰水浴中超声处理后获得粒径为20(Tl000nm、粒径多分散系数PDI为0. f 0. 5的纳米胶束分散液，再经离心或超滤，冷冻干燥获得两亲性Y -聚谷氨酸纳米药物载体。2.根据权利要求I所述的两亲性Y-聚谷氨酸纳米药物载体的制备方法，其特征在于，步骤(Ia)中，所述Y-聚谷氨酸的分子量为10KDa 1000KDa,其分子量分布系数应在I.1 2. 0之间。3.根据权利要求I所述的两亲性Y-聚谷氨酸纳米药物载体的制备方法，其特征在于，步骤(Ia)中，所述的溶剂I为0. 3^1. OmoI/L的Na2CO...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊，曹新，陈宽婷，阮文辉，魏钦俊，鲁雅洁，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：
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