本发明专利技术公开了一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法，它是基于葡聚糖的线性结构，利用肿瘤细胞中高浓度的谷胱甘肽刺激响应，促使两亲性单分子前药双硫键的裂解，实现抗癌药物喜树碱(CPT)同步释放，发挥作用于肿瘤部位。蠕虫状单分子前药的制备方法包括以下步骤：（1）喜树碱单体的制备，具体是指引入双硫键的喜树碱CPT‑SS。(2)药物引发剂DEX‑Br的制备。（3）通过原子转移自由基反应（ATRP）在引发剂上聚合喜树碱单体CPT‑SS，得到DEX‑CPT‑SS疏水中间产物。（4）再次利用ATRP聚合聚乙二醇甲基丙烯酸酯（OEGMA），得到两亲性嵌段聚合物DEX‑CPT‑OEGMA‑SS,命名为DCO‑SS。所得的两亲性单分子前药可直接在水相中形成药物单分子胶束，具有高药物上载量（大于23 wt%），高胶束稳定性，灵敏的刺激响应药物释放，良好的生物相容性，对正常组织毒副作用低等优势。有效解决了疏水药物分子溶解度低的问题，提供了一种高效的药物输送载体。
【技术实现步骤摘要】
一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法
本专利技术属于药物化学领域，具体涉及一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法及其在药物治疗癌症领域的应用。
技术介绍
葡聚糖（Dextran，又称右旋糖酐，一种多糖，分子式（C6H10O5）n，CAS号：9004-54-0），葡聚糖在输血过程中可代替一部分全血，作为血浆体积的扩充剂（称为代血浆）。商品血浆代用品是部分水解后的葡聚糖溶于生理盐水，因而葡聚糖具有良好的生物相容性，对人体无害，可生物降解，是抗癌药物的良好载体材料。喜树碱（Camptothecin,CPT，化学结构式：C20H16N2O4，CAS号：7689-03-4，相对分子量：348.43）是一种从中国中南、西南分布的喜树中提取得到的植物抗癌药。对肠胃道和头颈部癌等有较好的疗效。喜树碱属于细胞毒性喹啉类生物碱，能抑制DNA拓扑异构酶(TOPOI)。由于喜树碱药物分子尺寸较小且水中溶解度极低，因此在药物递送过程中面临非特异选择性、药物利用率较低、肾清除率较高以及毒副作用较强等问题亟待解决，因此提高其水溶性和保护其生物活性具有重要的科学意义。单分子前药递送系统可有效结合单分子药物与纳米系统的技术优点，通过引入双硫键，可选择性的将药物递送至肿瘤部位，在降低毒副作用的同时发挥药效。相比于传统单分子前药，基于葡聚糖所合成的蠕虫状前体药物，药物上载率较高（高于23wt%）并且蠕虫状结构有助于药物粒子顺利快速进入细胞，增强细胞内化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一是针对现有单分子抗肿瘤药物选择性差，不可控释放，药物上载率低等缺陷，提供一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法及其在药物治疗癌症领域的应用。本专利技术具体技术方案如下一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法包括以下步骤：（1）制备还原性响应的CPT前驱体CPT-SS，包括以下步骤：在氩气(Ar,2-10Pa)氛围条件下，①将2-羟乙基二硫化物（BHD）、甲基丙烯酰氯、四氢呋喃（THF）和三乙胺(TEA)混合搅拌反应24-72h，柱提纯得到MABHD；②将CPT、三光气（BTC）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）的混合物分散到二氯甲烷（DCM）中，反应0.5-1h，再滴加入MABHD搅拌反应24-72h，提纯得到前驱体CPT-SS；（2）制备药物引发剂DEX-Br，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将葡聚糖（DEX）溶于离子液体（1-Allyl-3-methylimidazoliumchloride），固体完全溶解后，冷却至0℃，向体系加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液，随后向反应体系加入2-溴异丁酰溴（BIBB），保持冰浴0.5-1h，然后升至室温并避光反应24-72h，接着在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，再重复提纯三次得到淡黄色中间产物，在真空25-30℃烘干，接着将所得淡黄中间产物溶于NMP中，冷却至0℃，随后向反应体系加入BIBB，保持冰浴0.5-1h，然后升至室温并避光反应24-72h，在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25-30℃烘干，得到产物DEX-Br；（3）前药中间体DEX-CPT-SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将步骤（2）得到的DEX-Br和步骤（1）得到的CPT-SS溶于DMF与二甲基亚砜（DMSO）的混合溶液，随后向体系加入溴化亚铜（CuBr），进行冷冻-抽气-解冻3次，加入配体三-（2-甲氨基乙基）胺（Me6TREN），之后再重复冷冻-抽气-解冻1次，在25℃避光反应24-72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于二氯甲烷（DCM）中，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25-30℃烘干，得前药中间体DEX-CPT-SS；（4）两亲性前药DCO-SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将OEGMA、DEX-CPT-SS溶于DMF与DMSO的混合溶液，随后向体系加入CuBr，进行冷冻-抽气-解冻3次，加入配体Me6TREN后再重复冷冻-抽气-解冻1次，在25℃避光反应24-72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于DCM中，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25-30℃烘干，得到两亲性前药DCO-SS。进一步的，步骤（1）①中BHD、甲基丙烯酰氯和TEA三者物质的量比为2:1:1;其中甲基丙烯酰氯需先分散于无水THF中(质量浓度范围为216-108mg/mL)再缓慢滴加至体系中；溶剂THF与TEA加入体积比为15:1-20:1；加药顺序依次为BHD、THF、TEA和甲基丙烯酰氯的THF溶液。进一步的，步骤（1）②中将CPT分散在DCM中，使得CPT的DCM溶液的质量浓度在20-25mg/mL；CPT、DMAP、BTC和MABHD四者物质的量比为2.4:6.7:1:1.4，其中BTC需先溶于无水DCM中(质量浓度范围为40-50mg/mL)；MABHD也需先溶于无水THF中（质量浓度范围为80-120mg/mL），再缓慢滴加至体系中；加药顺序依次为CPT、DMAP、DCM、BTC的DCM溶液和MABHD的THF溶液。进一步的，步骤（2）中DEX和离子液体的质量比为1:5-1:10，溶解时需要加热升温至80℃，NMP与DMF的混合溶液体积比为1:1（总体积为离子液体的2倍）；中间产物与无水NMP的加入量关系为60-80mg/mL，BIBB需缓慢滴加。进一步的，步骤（3）中，药物单体CPT-SS、引发剂DEX-Br、催化剂CuBr和配体Me6TREN四者的物质的量比为30:1:30:30，DMSO与DMF的混合溶液中两者体积比为1:1，加入体积以固体完全溶解为准。进一步的，步骤（4）中DEX-CPT-SS、OEGMA、CuBr和Me6TREN四者的物质的量比约为1:220:7.3:14.6，DMSO与DMF混合溶液中两者的体积比为1:1，加入体积以固体完全溶解为准。本专利技术的主要优点在于：1.针对目前单分子前药递送系统存在的问题，本项目创造性地提出一种基于还原性响应两亲性蠕虫状单分子前药的递送系统，能有效提高药物的上载量和选择性释放，解决当前单分子前药递送系统胶束稳定性以及药物选择性可控释放的问题，推动肿瘤的精确诊断与高效治疗。2.本项目中，蠕虫状结构有助于药物粒子顺利快速进入细胞，增强药物在细胞的内化作用，也是本项目的最大特色之一。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图：图1为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药DCO-SS的合成示意图。图2为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药DCO-SS的核磁示意图。图3为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药DCO-SS的红外示意图。图4为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药纳米胶束的DLS与TEM图。图5为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药DCO-SS的体外释药示意图。图6为实施例1中还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药纳米胶束对HeLa和MCF-7细胞的毒性对比图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备还原性响应的CPT前驱体CPT‑SS,包括以下步骤：在氩气(Ar, 2‑10Pa)氛围条件下，①将2‑羟乙基二硫化物（BHD）、甲基丙烯酰氯、四氢呋喃（THF）和三乙胺(TEA)混合搅拌反应24‑72h，柱提纯得到MABHD；②将CPT、三光气（BTC）和4‑二甲氨基吡啶（DMAP）的混合物分散到二氯甲烷（DCM）中，反应0.5‑1h，再滴加入MABHD搅拌反应24‑72h，提纯得到前驱体CPT‑SS；（2）制备药物引发剂DEX‑Br，包括以下步骤：在氩气(Ar，2‑10Pa)氛围条件下，将葡聚糖（DEX）溶于离子液体（1‑Allyl‑3‑methylimidazolium chloride），固体完全溶解后，冷却至0℃，向体系加入N‑甲基吡咯烷酮（NMP）与N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液，随后向反应体系加入2‑溴异丁酰溴（BIBB），保持冰浴0.5‑1h，然后升至室温并避光反应24‑72h，接着在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，再重复提纯三次得到淡黄色中间产物，在真空25‑30℃烘干，接着将所得淡黄中间产物溶于NMP中，冷却至0℃，随后向反应体系加入BIBB，保持冰浴0.5‑1h，然后升至室温并避光反应24‑72h，在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重复提纯三次得到淡黄色粉末，真空条件下25‑30℃烘干，得到产物DEX‑Br；（3）前药中间体DEX‑CPT‑SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2‑10Pa)氛围条件下，将步骤（2）得到的DEX‑Br和步骤（1）得到的CPT‑SS溶于DMF与二甲基亚砜（DMSO）的混合溶液，随后向体系加入溴化亚铜（CuBr），进行冷冻‑抽气‑解冻3次，加入配体三‑（2‑甲氨基乙基）胺（Me6TREN），之后再重复冷冻‑抽气‑解冻1次，在25℃避光反应24‑72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于二氯甲烷（DCM）中，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25‑30℃烘干，得前药中间体DEX‑CPT‑SS；（4）两亲性前药DCO‑SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2‑10Pa)氛围条件下，将OEGMA、DEX‑CPT‑SS溶于DMF与DMSO的混合溶液，随后向体系加入CuBr，进行冷冻‑抽气‑解冻3次，加入配体Me6TREN后再重复冷冻‑抽气‑解冻1次，在25℃避光反应24‑72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于DCM中，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25‑30℃烘干，得到两亲性前药DCO‑SS。...
【技术特征摘要】
1.一种还原性响应的两亲性蠕虫状单分子前药的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备还原性响应的CPT前驱体CPT-SS,包括以下步骤：在氩气(Ar,2-10Pa)氛围条件下，①将2-羟乙基二硫化物（BHD）、甲基丙烯酰氯、四氢呋喃（THF）和三乙胺(TEA)混合搅拌反应24-72h，柱提纯得到MABHD；②将CPT、三光气（BTC）和4-二甲氨基吡啶（DMAP）的混合物分散到二氯甲烷（DCM）中，反应0.5-1h，再滴加入MABHD搅拌反应24-72h，提纯得到前驱体CPT-SS；（2）制备药物引发剂DEX-Br，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将葡聚糖（DEX）溶于离子液体（1-Allyl-3-methylimidazoliumchloride），固体完全溶解后，冷却至0℃，向体系加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液，随后向反应体系加入2-溴异丁酰溴（BIBB），保持冰浴0.5-1h，然后升至室温并避光反应24-72h，接着在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，再重复提纯三次得到淡黄色中间产物，在真空25-30℃烘干，接着将所得淡黄中间产物溶于NMP中，冷却至0℃，随后向反应体系加入BIBB，保持冰浴0.5-1h，然后升至室温并避光反应24-72h，在去离子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重复提纯三次得到淡黄色粉末，真空条件下25-30℃烘干，得到产物DEX-Br；（3）前药中间体DEX-CPT-SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将步骤（2）得到的DEX-Br和步骤（1）得到的CPT-SS溶于DMF与二甲基亚砜（DMSO）的混合溶液，随后向体系加入溴化亚铜（CuBr），进行冷冻-抽气-解冻3次，加入配体三-（2-甲氨基乙基）胺（Me6TREN），之后再重复冷冻-抽气-解冻1次，在25℃避光反应24-72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于二氯甲烷（DCM）中，重复提纯三次得到淡黄色粉末，在真空25-30℃烘干，得前药中间体DEX-CPT-SS；（4）两亲性前药DCO-SS的制备，包括以下步骤：在氩气(Ar，2-10Pa)氛围条件下，将OEGMA、DEX-CPT-SS溶于DMF与DMSO的混合溶液，随后向体系加入CuBr，进行冷冻-抽气-解冻3次，加入配体Me...
【专利技术属性】
技术研发人员：许志刚，白霜，侯美丽，石潇潇，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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。