一种酞菁-壳寡糖偶联物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种酞菁‑壳寡糖偶联物及其制备方法与应用，属于药物制备领域。该酞菁‑壳寡糖偶联物为单取代羧基类锌酞菁与壳寡糖的偶联物或其偶联物的季铵化衍生物，其可应用于光动力抗菌、光动力抗癌、光动力诊断及光动力消毒。本发明专利技术酞菁‑壳寡糖偶联物由于具有酞菁和壳寡糖或壳寡糖季铵盐的双功能基，在光动力抗菌时能够达到协同治疗的作用；同时壳寡糖具有优良的水溶性和生物相容性，能够有效改善酞菁的两亲性和生物相容性，并降低酞菁的毒性，提高酞菁的临床应用价值。

Phthalocyanine chitosan oligosaccharide conjugate and preparation method and application thereof

The invention discloses a phthalocyanine chitosan oligosaccharide coupling compound, a preparation method and application thereof, belonging to the field of pharmaceutical preparation. The phthalocyanine-chitosan oligosaccharide coupling compound is a quaternary ammonium derivative of the coupling compound of a single substituted carboxylic zinc phthalocyanine with chitosan oligosaccharide or its coupling compound. It can be used in photodynamic antibacterial, photodynamic anticancer, photodynamic diagnosis and photodynamic disinfection. The phthalocyanine chitosan oligosaccharide coupling compound of the invention can achieve synergistic therapeutic effect in photodynamic antibacterial because of its bifunctional group of phthalocyanine and chitosan oligosaccharide or quaternary ammonium salt of chitosan oligosaccharide; meanwhile, the chitosan oligosaccharide has excellent water-solubility and biocompatibility, can effectively improve the amphiphilicity and biocompatibility of phthalocyanine, and reduces the phthalocyanine content. Toxicity, improve the clinical value of phthalocyanine.

【技术实现步骤摘要】
一种酞菁-壳寡糖偶联物及其制备方法与应用
本专利技术属于药物制备领域，具体涉及一种酞菁-壳寡糖偶联物及其制备方法与应用。
技术介绍
光动力治疗（或称光动力疗法），本质上是光敏剂（或称光敏类药物）的光敏化反应在医学领域的应用。其一般作用过程是，光敏剂先被注入到机体，一段时间后（药物在靶体中相对富集），用特定波长的光照射靶体位置（体腔内目标可借助光纤等导入光源），使富集在靶体中的光敏剂在光照射下被激发，产生了一系列光物理化学反应，并产生能够破坏靶体（例如染菌部位和癌细胞、组织等）的物质，如：活性氧，单线态氧等。光动力治疗的关键在于光敏剂，然而自1995年美国FDA批准的第一个光敏剂Photofrin应用于临床癌症治疗至今，获准在临床上正式使用的光敏剂却很少，主要是由于光敏剂在临床应用中暴露出很多缺陷，如：暗毒性高、水溶性差、组织穿透力差、靶向性不足以及稳定性不足等。因此，开发新型的具有良好临床效应的光敏剂成为亟待解决的问题。酞菁（phthalocyanine），是四苯并四氮杂卟啉的简称，被归属为第二代光敏剂，由于其稳定性高、光物理化学性质优良、具有一定的渗透能力而一直受到高度重视。但是，目前所报道的具有生物活性的酞菁配合物仍存在不足之处，例如：缺乏两亲性、暗毒性高、生物选择性不佳、合成路线复杂等等，而限制其临床应用。人们借助各种载药工具，如多聚物、核酸和蛋白质等，试图解决酞菁在临床应用上的缺陷。壳聚糖是由自然界来源广泛的甲壳素降解得到的一种线性亲水性多糖，包含D-葡聚糖胺和N-乙酰基-D-葡聚糖胺两种单元。壳寡糖无毒、无免疫原性，且具有良好的生物相容性。同时，壳聚糖分子骨架上含有较多的活性基团（碳2位上的氨基和碳6位上的羟基），为进一步的修饰提供了平台，因而被广泛关注，尤其是用于作为药物载体材料。此外，壳聚糖由于自身显示正电荷性，因此能够有效地和微生物表面的负电荷残基相互作用，而显示出一定的抗菌活性。壳寡糖是壳聚糖降解得到的低聚物，其除了具备壳聚糖优良的活性外，还彰显出许多壳聚糖没有的优良性质，例如良好的水溶性以及抗菌活性等，但目前针对性质更加优良的壳寡糖作为载药系统的研究却很少。
技术实现思路
本专利技术针对现有酞菁临床应用暴露出的缺点，借助具有优良特性（如水溶性好、可生物降解、无免疫原性、无毒、可修饰性和抗菌性）的壳寡糖作为药物载体，提供了一种酞菁-壳寡糖偶联物的制备方法和应用。所得酞菁-壳寡糖偶联物显示了良好的抗菌性和极高的光动力活性，作为光敏剂应用具有显著优势。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种酞菁-壳寡糖偶联物，其结构式为下列式（I）~（IV）中的任意一种：，，，。所述酞菁-壳寡糖偶联物的制备方法包括以下步骤：1）以酞菁化合物（1）或（2）和壳寡糖为反应原料，二甲亚砜为溶剂，1-羟基苯并三唑、二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物为缩合试剂，在冰水浴和氮气保护下升温至室温~35℃，反应16~24h，然后采用柱层析和排阻色谱法分离纯化，得到式（I）或（III）的偶联物；2）将式（I）或（III）的偶联物溶于少量二甲亚砜，加入异丙醇作为反应溶剂，在氮气保护下升温至65~80℃，将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的异丙醇溶液在1h内滴加完，反应6～10h，然后采用排阻色谱法分离纯化，得到季铵化的式（Ⅱ）或（IV）偶联物。所用壳寡糖的分子量为0.3~10kDa。步骤1）中酞菁化合物与壳寡糖重复单元数的摩尔比为1:10~30；所用1-羟基苯并三唑、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶与壳寡糖重复单元数的摩尔比均为0.5~1.5mmol；步骤2）中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与偶联物中游离氨基的摩尔比为1~2:1。所述酞菁-壳寡糖偶联物可用于制备光动力药物，其包括光动力抗癌药物、光动力抗菌药物、光动力诊断剂和光动力消毒剂等。所述光动力治疗可以是恶性肿瘤的光动力治疗，或是良性肿瘤的光动力治疗，或是非癌症疾病的光动力治疗。所述的非癌症疾病，可以是细菌感染，或是口腔疾病，或是黄斑变性眼病，或是动脉硬化，或是创伤感染，或是皮肤病，或是病毒感染。所述光动力消毒可以是血液或血液衍生物的光动力灭菌净化，或是水的光动力灭菌消毒，或是医用或生活用器的光动力消毒。其应用方法为：用水或水和其它物质的混合溶液作为溶剂，溶解酞菁-壳寡糖偶联物，配制成相应药剂（药剂中酞菁-壳寡糖偶联物的浓度不高于其饱和浓度）；制成的药剂中还可加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂，以保持光敏药剂的化学稳定性和生物相容性；所述混合溶液中其它物质的质量分数不高于10％，所述其它物质为蓖麻油衍生物、二甲亚砜、乙醇、甘油、N,N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇300~3000、环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯中的一种或几种。本专利技术的有益效果和突出优势在于：（1）本专利技术提供的酞菁-壳寡糖偶联物的制备过程简便、易操作、重现性高。（2）本专利技术所用原料壳寡糖来源丰富、价格低廉。（3）本专利技术所制备的酞菁-壳寡糖偶联物能降低酞菁的暗毒性，能明显改善单纯羧基酞菁在水相中的聚集行为，特别是季铵化衍生物的水溶性更加优良。（4）本专利技术所制备的酞菁-壳寡糖偶联物不仅保留了单纯羧基酞菁锌的光活性，也保存了壳寡糖或其季铵盐的优良天然活性，如与菌细胞壁膜上带负电的残基相结合从而改变壁膜的渗透性而发挥抗菌效果。（5）本专利技术所制备的酞菁-壳寡糖偶联物的抗菌效果显著，对白色念珠菌Candidaalbicans的IC90可低至5μM，远低于单纯羧基酞菁锌的对应值（IC90>50μM）。（6）本专利技术所制备的季铵化酞菁-壳寡糖偶联物能够有效定位于真菌细胞的线粒体，即具有一定靶向性，而单纯的酞菁没有显著定位效应。具体实施方式一种酞菁-壳寡糖偶联物，其制备方法包括以下步骤：1）以酞菁化合物（1）或（2）和壳寡糖为反应原料（酞菁化合物与壳寡糖重复单元数的摩尔比为1:10~30），二甲亚砜为溶剂，1-羟基苯并三唑、二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物为缩合试剂（1-羟基苯并三唑、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶与壳寡糖重复单元数的摩尔比均为0.5~1.5mmol），在冰水浴和氮气保护下升温至室温~35℃，反应16~24h，然后采用柱层析和排阻色谱法分离纯化，得到或；2）将式（I）或（III）的偶联物溶于少量二甲亚砜，加入异丙醇作为反应溶剂，在氮气保护下升温至65~80℃，将2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的异丙醇溶液在1h内滴加完（2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与偶联物中游离氨基的摩尔比为1~2:1），反应6～10h，然后采用排阻色谱法分离纯化，得到或。所述酞菁-壳寡糖偶联物可用于制备光动力药物，其包括光动力抗癌药物、光动力抗菌药物、光动力诊断剂和光动力消毒剂等。所述光动力治疗可以是恶性肿瘤的光动力治疗，或是良性肿瘤的光动力治疗，或是非癌症疾病的光动力治疗。所述的非癌症疾病，可以是细菌感染，或是口腔疾病，或是黄斑变性眼病，或是动脉硬化，或是创伤感染，或是皮肤病，或是病毒感染。所述光动力消毒可以是血液或血液衍生物的光动力灭菌净化，或是水的光动力灭菌消毒，或是医用或生活用器的光动力消毒。本专利技术酞菁-壳寡糖偶联物在光动力治疗、光动力抗菌、光动力诊断和光动力消毒中的应用，需配套适宜的光源，所述适宜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酞菁‑壳寡糖偶联物，其特征在于：其结构式为下列式（I）~（IV）中的任意一种：

【技术特征摘要】
1.一种酞菁-壳寡糖偶联物，其特征在于：其结构式为下列式（I）~（IV）中的任意一种：，，，。2.一种制备如权利要求1所述的酞菁-壳寡糖偶联物的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）以酞菁化合物或和壳寡糖为反应原料，二甲亚砜为溶剂，1-羟基苯并三唑、二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物为缩合试剂，在冰水浴和氮气保护下升温至室温~35℃，反应16~24h，然后采用柱层析和排阻色谱法分离纯化，得到式（I）或（III）的偶联物；2）以式（I）或（III）的偶联物为原料，异丙醇为溶剂，在氮气保护下升温至65~80℃，滴加2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的异丙醇溶液，反应6～10h，然后采用排阻色谱法分离纯化，得到季铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄剑东，唐凤翔，孙雅，郑碧远，李洪才，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35