本发明专利技术属于高分子聚合物领域，特别涉及一种聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇嵌段聚合物，所述嵌段聚合物的重均分子量为56400-78000Da，该化合物是由活化的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯与聚乙烯亚胺-胆固醇反应得到的，该化合物的生物相容性效果好，生物降解性好，毒性低，作为非病毒基因载体材料具有转基因效率高的特点，同时还具有稳定性好，体内循环时间长，细胞摄取强等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子聚合物领域，尤其涉及聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇三嵌段聚合物及制备方法。
技术介绍
聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯(TPGS)是由维生素E琥珀酸酯的羧基与聚乙二醇(PEG)1000的羟基酯化而成，是经FDA认证的安全高分子材料，且TPGS已经载入《美国药典》。聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯分子结构有亲水基团和亲油基团而有表面活性，且因其独特的性质，被用作增溶剂、乳化剂、吸收促进剂等。因TPGS具有两亲性及良好的水溶性，对水难溶性和亲脂性药物来说是个很理想的非离子性表面活性剂。美国Eastman是最早开发TPGS并上市的公司，聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯现在在药物制剂研究中已经得到了广泛的应用。聚乙二醇(PEG)作为药物载体，具有体内长循环、延长半衰期、提高药物的细胞摄取等优点。TPGS除了拥有PEG的优点外，在药物传递系统的应用中还具有更大的优势：首先，TPGS可以显著提高药物包封率，从而能增强药物的细胞摄取，增加癌细胞的死亡率；其二，与其他表面活性剂相比，TPGS具有生育酚酯的结构，从而有一定的抗氧化性，这有助于增加制剂的稳定性；其三，可应用于前药设计，提高生物利用度；其四，有很多报道声称，TPGS是一种P-糖蛋白抑制剂，它通过与P-糖蛋白上非转运活性位点结合，导致P-糖蛋白构象改变，进而丧失转运功能。转运受P-糖蛋白阻滞的药物，如阿霉素、紫杉醇、长春碱、秋水仙碱等，与TPGS合用后，都能明显增加药物在胃肠道内的吸收，提高其生物利用度。聚乙烯亚胺(PEI)，为富含氮原子的阳离子高分子材料，分子量范围宽，多为1KDa到1000KDa之间，结构骨架(-CH2-CH2-NH-)中每3个原子含有一个氨基，与聚赖氨酸(PLL)及树枝状高分子(PAMAM)具有类似性质。聚乙烯亚胺(PEI)是转染效率较高的阳离子聚合物之一，被广泛用作DNA、寡核苷酸和siRNA等基因药物的阳离子聚合物载体系统。它分为线状和分枝状两种分子结构，均可在生理条件下发生质子化，使得PEI具有较高的正电荷密度，其带正电荷的氨基基团与核酸带负电荷的磷酸基团通过静电吸附作用而发生电性中和，能够有效地压缩带有负电荷的DNA，形成稳定的纳米-核酸复合物，保护DNA免受血装中DNA酶的降解，表面电荷呈中性或弱阳性，与表面带负电荷的细胞膜相互作用而进入细胞内，具有较高的靶向性和转染效率。PEI的作用机制是当其携带DNA进入细胞后，在酸性内涵体内发生质子化，导致离子内流，使得内涵体膨胀而破裂，即“质子海绵效应”，从而释放出PEI/DNA复合物，促进DNA向细胞核内转运，实现基因转染。理想的非病毒载体基因递送系统能够有效地规避网状内皮系统的吞噬和血浆中DNA酶的降解，穿透细胞膜，实现内涵体的逃逸，从而成功地将DNA带入细胞核。聚乙烯亚胺(PEI)是一种广泛研究的用于基因递送的非病毒载体，其主要优势具有良好的体外转染效果。然而随着PEI分子量的增加，其潜在的细胞毒性也明显增大，尤其是平均分子量为25000的PEI。其次PEI体内稳定性差，容易和血浆蛋白结合，从而被快速消除。由于这些缺点的存在，限制了PEI的应用。据文献报道，将亲水性的多聚物如PEG修饰在PEI上，能够显著改善其PEI的药代动力学性质。PEG化后的PEI/DNA复合物降低了表面正电荷，从而降低了PEI与血浆蛋白的作用，延长了在血液中循环的时间，同时也降低了毒性。胆固醇(cholesterol)，又名胆甾醇，分子式为C27H46O，它以醇或脂肪酸酯的形式存在于所有动物的细胞中，尤其存在于脑和脊髓中。胆固醇为具有旋光性的白色结晶固体。胆固醇是一切动物细胞作为细胞膜构造物的物质，使细胞膜能够“识别”并对通透细胞膜的物质进行选择，让代谢废物透出膜外，而将维持细胞生命的有益物质保持。这些功能都基于胆固醇特殊的化学结构、构型以及电荷分布。胆固醇作为生物膜的重要组成部分，能调节生物膜的流动性，在相变温度以下增加生物膜的流动性；在相变温度以上能减小生物膜的流动性。此外，胆固醇还具有增加生物膜机械强度和减小生物膜渗透性的功能。生物分子胆固醇作为哺乳动物细胞重要组成部分之一，已被誉为“生物学中最具装饰性的小分子”。胆固醇分子由于其高度的疏水性甾醇骨架，良好的生物降解性和生物相容性，使得其是许多水溶性聚合物疏水改性的最佳选择之一。胆固醇疏水改性的两亲性聚合物的自组装体系在药物递送的应用方面近年来也受到越来越多的关注。基因治疗是将人正常的或有治疗作用的基因通过一定方式导入靶细胞来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自身基因结构或功能上的缺陷或错误，杀灭病变的细胞或增强机体清除病变细胞的能力等，从而达到治疗的目的。在基因治疗的实施中，有四个重要的环节：一是寻找有效治疗基因，二是研制可以携带基因进入靶细胞进行表达的有效安全的转基因载体体系，三是选择合适有效的转基因途径，四是如何使治疗基因在靶细胞中特异性表达，发挥有效治疗作用。其中缺乏有效安全的转基因载体体系是制约基因治疗实施的一个主要瓶颈。目前基因治疗使用最多的转基因载体是腺病毒和逆转录病毒载体，约占治疗使用载体总数的50％。病毒载体具有很高的转基因效率，但使用病毒载体有许多缺点，主要包括病毒载体有较强的免疫原性，大量使用会产生较强的免疫反应。此外病毒载体的应用还有出现插入突变的现象，可能导致宿主细胞的恶性转化，而且病毒载体有限的携带DNA能力，不利于大规模的生产也是限制其应用的主要缺点。非病毒载体与病毒载体相比，其优点主要体现在非病毒载体很低免疫原性，不具备插入突变的能力，易于大规模生产和生产成本较低。但非病毒载体的最大缺点是其转基因效率较低。理想的非病毒转基因载体应该是可以降解的，毒性很低的，有较高转基因效率，并且具备靶向到目标细胞或是组织的能力，使治疗基因在靶细胞或组织中发挥作用。因此，研究同时具有转基因效率高、可降解、毒性低的两亲性嵌段聚合物非病毒转基因载体具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种转基因效率高、可降解、毒性低的具有两亲性的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇三嵌段聚合物。本专利技术的第二个目的是提供聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇三嵌段聚合物的制备方法。本专利技术的第三个目的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯‑聚乙烯亚胺‑胆固醇三嵌段聚合物，其特征在于，其具有式(1)所述的结构式：其中，n为116‑348的整数，X为20‑25，Y为3。
【技术特征摘要】
1.聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇三嵌段
聚合物，其特征在于，其具有式(1)所述的结构式：
其中，n为116-348的整数，X为20-25，Y为3。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：所述聚乙二醇
1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇嵌段聚合物的重均分子
量为56400-78000Da。
3.一种制备聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆固醇
嵌段聚合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯与酰化试剂反应，得到活化
聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯；
(b)聚乙烯亚胺与胆固醇氯甲酸酯反应，得到聚乙烯亚胺-胆固
醇；
(c)所述活化的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯与所述聚乙烯亚
胺-胆固醇反应，得到聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯-聚乙烯亚胺-胆
固醇嵌段聚合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述酰化试剂为
对硝基苯基氯甲酸酯、丁二酸酐中的一种，优选为对硝基苯基氯甲酸
\t酯；步骤(a)的操作优选为：按照聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯
与酰化剂的摩尔比为1：(1-2)使二者反应，反应12-24小时，得到
粗产品溶液；向所述粗产品溶液中加入有机溶剂沉淀得到化合物粗
品，洗涤并干燥所述粗品，即得活化聚乙二醇1000维生素E琥珀酸
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雁，邵磊厚，赵彩艳，卢剑清，邓雄威，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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