本发明专利技术是一种酸敏感的两亲性阳离子共聚物及其纳米粒与应用。其特征是该聚合物是由A、B/或A、B、C三段组成，其中A段是酸敏感聚合物段，在pH 7及以上环境下是电中性的疏水聚合物，在pH6.5及以下环境下质子化而变成亲水性；B段是带有胍基基团的阳离子聚合物；C段是带有聚乙二醇链单元的聚合物或带有聚羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单元的聚合物及其他亲水性聚合物。共聚物可作为疏水药物的纳米、微米载体，作为基因、siRNA载体，用于药物制剂、细胞转染试剂、检测试剂和免疫制剂中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种酸敏感的两亲性阳离子共聚物及其纳米粒与应用，具体是带有胍基阳离子的两亲性阳离子共聚物，其组装形成纳米粒及其作为核酸载体的应用。
技术介绍
带有亲水嵌段(如聚两性离子聚羧酸甜菜碱(PCB)、聚乙二醇(PEG))和疏水嵌段的两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成具有疏水内核、亲水外壳结构的纳米粒，其过程与表面活性剂胶束化过程类似，但不同于表面活性剂胶束的是两亲性嵌段共聚物的分子量大，具有极低的临界胶束浓度(CMC)，且核内疏水嵌段相互缠结并处于动力学冻结状态，而水溶性的PEG或PCB嵌段伸向水中形成的亲水保护层具有较大的空间阻力，可以避免粒子间的聚并。所以两亲性聚合物纳米粒在水中可稳定存在且稀释时不易解体。两亲性聚合物自组装纳米粒自20世纪末开始被用于药物递送，为新药的研发提供了革命性的手段，引起了人们的广泛关注。其中，两亲性阳离子聚合物作为两亲性聚合物中的一类，可以在水中自组装形成表面带正电荷的纳米粒，这种两亲性阳离子聚合物纳米粒被广泛应用于核酸负载。研究表明，两亲性阳离子聚合物纳米粒可以很大程度上提高基因对细胞的转染效率，同时也可以保护基因不被降解。目前，为了提高两亲性阳离子聚合物纳米粒负载的基因药物对细胞的转染效率，人们针对细胞特点，如内涵体的酸性环境、细胞内氧化还原环境，设计了许多具有敏感性的基因载体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有良好生物相容性、在弱酸性条件下可快速质子化的两亲性阳离子共聚物，其组装的纳米粒作为核酸(包括DNA、siRNA、miRNA等)的载体，可通过响应内涵体酸性环境促进siRNA释放，可在较低剂量下达到细胞水平的高效的基因表达抑制效率。本专利技术是通过以下技术方案加以实现的：本专利技术涉及一种酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其特征是大分子链上至少含有A、B段的聚合物，其中A段是酸敏感聚合物段，在pH≧7的环境下是电中性的疏水聚合物，在pH≦6.5的环境下质子化而变成亲水性；B段是带有胍基基团的阳离子聚合物。上述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是由一种水溶性聚合物C键接的含有A、B段的聚合物；所述的A段的分子量为500～20000，B段的分子量为500～20000，C段的分子量为800～10000。上述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是C-A-B型嵌段共聚物，其中A段的质量百分比为10％～80％，B段的质量百分比为10％～70％，C段的质量百分比为4％～40％；所述的C段优选自聚羧酸甜菜碱、聚磷酸甜菜碱、聚乙二醇，或者是靶向分子或穿膜肽修饰的聚羧酸
甜菜碱、聚磷酸甜菜碱、聚乙二醇。上述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是A-B型二嵌段共聚物，其中A段的质量百分比为10％～80％，B段的质量百分比为20％～90％。所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其中A段是带有N,N-二异丙基氨基酯侧基的可聚合单体(Y1)与带有N,N-二甲氨基酯侧基的可聚合单体(Y2)的无规共聚物，且Y1与Y2的摩尔比为9～0.5。所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其特征是A段是甲基丙烯酸‐N,N‐二异丙基氨基乙酯与甲基丙烯酸‐N,N‐二甲氨基乙酯的无规共聚物，或者是N‐(2‐(二异丙基)乙基)-2,5-二氧代恶唑烷-4-甲酰胺与N-(2-(二甲氨基)乙基)-2,5-二氧代恶唑烷-4-甲酰胺的无规共聚物，Y1与Y2的摩尔比优选为4～0.5；B段指的是聚甲基丙烯酸胍基乙酯或胍基化的聚氨基酸。所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物的纳米粒，其特征在于是聚合物在水中自组装或与其它组分共组装形成的50～500nm的纳米粒，纳米粒中所述的两亲性阳离子共聚物含量50～100％；纳米粒在pH≧7的环境下稳定，在pH≦6.5的环境下纳米粒内核pH敏感质子化，纳米粒解体。所述的两亲性阳离子共聚物纳米粒的应用：与DNA、RNA以及多肽、蛋白类生物大分子复合形成纳米粒，用于DNA、siRNA递送和转染试剂、检测和免疫制剂的应用。所述的两亲性阳离子共聚物纳米粒的应用，其特征是A-B、C-A-B型嵌段共聚物在pH>7.2的水介质中自组装的纳米粒或参与组装的纳米粒，再与负电性的DNA、RNA以及多肽、蛋白类生物大分子复合形成复合纳米粒，所述的嵌段共聚物在复合纳米粒中的质量含量为40％～98％。所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物纳米粒的应用，其特征是所述的A-B、C-A-B型嵌段共聚物中A段是N,N-取代的甲基丙烯酸氨基酯和甲基丙烯酸N,N-二异丙基氨基酯的无规共聚物，或者是N-(2-(二异丙基)乙基)-2,5-二氧代恶唑烷-4-甲酰胺与N-(2-(二甲氨基)乙基)-2,5-二氧代恶唑烷-4-甲酰胺的无规共聚物，Y1与Y2的摩尔比优选为4～0.5，B段指的是聚甲基丙烯酸胍基乙酯或胍基化的聚氨基酸；所述的纳米粒与核酸静电复合形成的纳米复合物，纳米粒与核酸的质量比N/P在1～30，粒径在50～300nm，用于转染试剂和核酸的体内外递送试剂的应用。附图说明图1是实施例1大分子引发剂PY1的分子结构示意图及核磁共振谱图，图中出现了分子结构中存在的各种氢质子的核磁共振峰，证明了所制备的产物的结构组成PY1为PAMA-BTAm图2是实施例1以PCB为亲水段的终产物PY5(DPA-2)的分子结构示意图及1H核磁共振谱图，图中出现了分子结构中存在的各种氢质子的核磁共振峰，证明了所制备的产物PY5的结构组成为PCB10-P(DPA48/DMA12)-PG32。图3是实施例1以PCB为亲水段的终产物PY5的分子结构示意图及13C核磁共振谱图，图中出现了分子结构中存在的各种碳原子的核磁共振峰，证明了所制备的产物PY5中胍基的存
在。图4是实施例1中PCB10-P(DPA48/DMA12)-PG32聚合物纳米粒为负载siRNA条件下粒径随pH变化的示意图，纳米粒在pH 6.3以下解体。图5是实施例1中PCB10-P(DPA48/DMA12)-PG32包裹了尼罗红的聚合物纳米粒在不同pH条件下的荧光值的示意图。图6是实施例中PCB-P(DPA/DMA)-PG/siRNA复合物的凝胶电泳图。在N/P大于2.1时，聚合物对siRNA具有较好的负载能力。图7是实施例中PCB-P(DPA/DMA)-PG/siRNA复合物的细胞毒性的示意图。载体并未表现出明显细胞毒性。图8是实施例中PCB-P(DPA/DMA)-PG/siRNA复合物对特异表达luciferase的HeLa细胞中luciferase生长的抑制的示意图。聚合物对luciferase表达表现出抑制效果，说明载体递送siRNA的能力强。图9是实施例21三嵌段共聚物C-A-B-2的分子结构示意图及1H核磁共振谱图，图中出现了分子结构中存在的各种氢质子的核磁共振峰，证明了所制备的产物的C-A-B-2结构组成为PCB25-P(DMA24/DPA36)-PG32。图10是实施例21的C-A-B-2聚合物纳米粒与siRNA复合纳米粒的透射电镜图。图11是实施例21的聚合物C-A-B-2纳米粒在不同pH条件下的粒径变化的示意图，在pH>7.0时，纳米粒稳定存在，说明聚合物呈疏水性聚集状态，随着pH下降，在pH＝6.5时粒子尺寸降到10纳米以下，证明纳米粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其特征是大分子链上至少含有A、B段的聚合物，其中A段是酸敏感聚合物段，在pH≧7的环境下是电中性的疏水聚合物，在pH≦6.5的环境下质子化而变成亲水性；B段是带有胍基基团的阳离子聚合物。
【技术特征摘要】
2015.04.15 CN 201510181115X1.一种酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其特征是大分子链上至少含有A、B段的聚合物，其中A段是酸敏感聚合物段，在pH≧7的环境下是电中性的疏水聚合物，在pH≦6.5的环境下质子化而变成亲水性；B段是带有胍基基团的阳离子聚合物。2.一种权利要求1所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是由一种水溶性聚合物C键接的含有A、B段的聚合物；所述的A段的分子量为500～20000，B段的分子量为500～20000，C段的分子量为800～10000。3.如权利要求2所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是C-A-B型嵌段共聚物，其中A段的质量百分比为10％～80％，B段的质量百分比为10％～70％，C段的质量百分比为4％～40％；所述的C段优选自聚羧酸甜菜碱、聚磷酸甜菜碱、聚乙二醇，或者是靶向分子或穿膜肽修饰的聚羧酸甜菜碱、聚磷酸甜菜碱、聚乙二醇。4.一种权利要求1所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，特征是A-B型二嵌段共聚物，其中A段的质量百分比为10％～80％，B段的质量百分比为20％～90％。5.如权利要求1～4所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其中A段是带有N,N-二异丙基氨基酯侧基的可聚合单体(Y1)与带有N,N-二甲氨基酯侧基的可聚合单体(Y2)的无规共聚物，且Y1与Y2的摩尔比为9～0.5。6.如权利要求5所述的酸敏感的两亲性阳离子共聚物，其特征是A段是甲基丙烯酸-N,N-二异丙基氨基乙酯与甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯的无规共聚物，或者是N-(2-(二异丙基)乙基)-2,5-二氧代恶唑烷-4-甲酰胺与N-(2-(二甲氨基)乙基...
【专利技术属性】
技术研发人员：董岸杰，周俊辉，邓联东，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。