本发明专利技术公开了三元复合物纳米药物及其制备方法以及在制备光可控释放纳米递送体系中的应用，三元复合物纳米药物，包括缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物、接有光敏剂的透明质酸聚合物、核酸药物。本发明专利技术的复合物包含的光敏剂可以在外源红光控制下，产生活性氧（ROS），实现光化学内在化（PCI）介导的溶酶体逃逸，以及光促进的聚合物降解，最终实现降低材料毒副作用，提高转染效率，增强肿瘤基因治疗效果的目的。
Ternary composite nanodrugs and their preparation methods and their applications in the preparation of light-controlled release Nanodelivery systems
The invention discloses ternary composite nanomedicine, its preparation method and application in the preparation of photo-controlled release Nanodelivery system. The ternary composite nanomedicine comprises a low molecular weight PEI-based polymer crosslinked by thiolate bond, a hyaluronic acid polymer connected with a photosensitizer, and a nucleic acid drug. The photosensitizer contained in the compound can generate reactive oxygen species (ROS) under the control of exogenous red light, realize the lysosome escape mediated by photochemical internalization (PCI) and the polymer degradation promoted by light, and ultimately achieve the goal of reducing the toxic and side effects of the material, improving the transfection efficiency and enhancing the therapeutic effect of tumor gene.
【技术实现步骤摘要】
三元复合物纳米药物及其制备方法以及在制备光可控释放纳米递送体系中的应用
本专利技术属于高分子材料技术和药剂学领域，涉及一种光可控释放纳米递送系统的制备方法及应用。
技术介绍
聚乙烯亚胺（PEI）作为一种商业化基因载体，由于其结构包含大量带正电电荷氨基基团，可以有效地包载带负电的核酸，从而形成稳定的复合物，进一步递送入细胞内。但是，高分子阳离子聚合物拥有大量正电荷的同时，其材料的细胞毒性不可忽略，并且，包裹在其中的核酸材料难以释放，最终导致转染效果受限。发展可降解的阳离子聚合物，可以解决上述矛盾，同时实现核酸包载，及其胞内释放，并且降低高分子材料本身的细胞毒性。目前的刺激响应可降解阳离子聚合物大部分采用内源性刺激，如谷胱甘肽（GSH）、酸性环境等。然而，内源性刺激可调控性差。因此，研发新的递送体系，用来发展外源性刺激可调控、生物安全性高、毒副作用小、转染效率高的高分子阳离子聚合物基因载体是实现有效地基因治疗非常重要的手段。
技术实现思路
本专利技术提供了一种三元复合物纳米药物，尤其是该复合物包含的光敏剂可以在外源红光控制下，产生活性氧（ROS），实现光化学内在化（PCI）介导的溶酶体逃逸，以及光促进的聚合物降解，最终实现降低材料毒副作用，提高转染效率，增强肿瘤基因治疗效果的目的。本专利技术采用如下技术方案：一种三元复合物纳米药物，包括缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物、接有光敏剂的透明质酸聚合物、核酸药物。本专利技术提供了一种缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物，所述缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物具有式I所示的结构，其中，R为分子量低于5kDa的树枝状PEI；20≤n≤500，4≤m≤24。本专利技术还公开一种缩硫酮交联剂，其具有如下化学结构式：本专利技术提供了一种缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物的制备方法，包括如下步骤：（1）以半胱胺、甲氧基丙烯、丙烯酰氯为原料，反应制备缩硫酮交联剂；（2）以缩硫酮交联剂与PEI为原料，反应制备缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物（TK-PEI）。本专利技术提供了一种缩硫酮交联剂的制备方法，包括如下步骤：（1）以半胱胺、甲氧基丙烯、丙烯酰氯为原料，反应制备缩硫酮交联剂。上述技术方案中，步骤（1）中，以半胱胺、三氟乙酸为原料制备化合物1，再以化合物1和甲氧基丙烯为原料制备化合物2，再将化合物2用氢氧化钠脱保护制备化合物3，最后以化合物3、丙烯酰氯为原料，制备缩硫酮交联剂。上述技术方案中，步骤（1）中，半胱胺、三氟乙酸的摩尔比为1∶1.9～2.1；化合物1和甲氧基丙烯的摩尔比为2.5～2.6∶1；化合物3、丙烯酰氯的摩尔比为1∶3。上述技术方案中，步骤（2）中，以缩硫酮交联剂与PEI为原料通过迈克尔加成反应制备TK-PEI。上述技术方案中，缩硫酮交联剂与PEI的质量比为1∶1.3～1.4。上述技术方案中，本专利技术使用的PEI包括分子量低于5kDa的树枝状PEI，比如PEI(600Da)、PEI(1800Da)。本专利技术制备TK-PEI的方法具体可举例如下：（1）将半胱胺（20.0g，176.0mmol，1当量）溶于含有三乙胺（35.8g，353.9mmol，2当量）的甲醇（400mL）中。加入三氟乙酸乙酯（26.2g，184.8mmol，1.05当量），并将反应溶液在室温下搅拌过夜。然后加入乙酸，并将pH调节至6。溶液用乙酸乙酯（3×100mL）萃取，合并有机层，用无水MgSO4干燥。将溶液过滤并旋蒸。通过使用正己烷/乙酸乙酯（8/1）作为洗脱液的硅胶柱色谱法进一步纯化残余物，得到化合物1，氘代氯仿打核磁；（2）将化合物1（14.2g，82.0mmol，2.5当量）和PTSA（0.2g，1.1mmol，0.03当量）溶于苯（250mL）中，将其在室温下搅拌10分钟。加入分子筛（5Å，100.0g），并将混合物再搅拌10分钟。然后加入2-甲氧基丙烯（2.3g，32.6mmol，1当量），并将混合物在室温下搅拌4h。将溶液过滤并通过旋蒸浓缩以获得化合物2，氘代氯仿打核磁；（3）在室温下将化合物2（10.0g，25.8mmol）在NaOH溶液（1M，150mL）中脱保护5小时。用二氯甲烷（5×100mL）萃取溶液，收集水相，在旋蒸除去溶剂后，得到化合物3，氘代DMSO打核磁；（4）在0℃下，将化合物3（0.3g，1.6mmol，1当量）溶于含有三乙胺（0.9g，9.6mmol，6当量）的二氯甲烷（30mL）中。然后在0℃下将丙烯酰氯（0.4g，4.8mmol，3当量）滴加至混合物中。用乙酸乙酯（3×100mL）萃取溶液，收集水相并通过硅胶色谱法（正己烷/乙酸乙酯，8/1）纯化，得到化合物4，即缩硫酮交联剂，氘代DMSO打核磁；（5）将化合物4（25.0mg）和PEI(600Da)（33.0mg）溶于1mL甲醇中，并在45℃避光氮气环境中搅拌48小时。对去离子水（去离子水，MWCO=1kDa）透析该混合物2天并冻干，得到TK-PEI,氘代重水打核磁,凝胶渗透色谱法（GPC）测定分子量。上述具体反应可表示如下：本专利技术公开了接有光敏剂的透明质酸聚合物（HAP），主链为透明质酸，侧链接有光敏剂，所述透明质酸的分子量为7～500kDa，具有式Ⅱ所示的结构；其中，R2为光敏剂单元；优选的，光敏剂为羧基卟啉衍生物、羧基叶绿素类卟啉衍生物或二氢卟吩衍生物，结构可表示如下：本专利技术公开了一种接有光敏剂的透明质酸聚合物的制备方法，包括以下步骤，将乙酸酐加入透明质酸和吡啶的混合物中，反应得到乙酰化透明质酸；混合光敏剂比如脱镁叶绿素a(Pha)、碳二亚胺(EDC)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌后加入乙酰化透明质酸，通过光敏剂的羧基与透明质酸的羟基反应得到接有光敏剂的透明质酸聚合物。上述技术方案中，乙酸酐、透明质酸的摩尔比为147:1,光敏剂、乙酰化透明质酸的质量比为20:1。本专利技术制备HAP的方法具体可举例如下：将透明质酸（0.5g，86.2μmol）和吡啶（1.5mL，18.6mmol）溶于20mL甲酰胺中，并将混合物在室温下搅拌1小时。加入乙酸酐（1.2mL，12.7mmol），进一步搅拌24小时，去离子水透析（MWCO=1kDa）2天。冷冻干燥后得到乙酰化的HA；将Pha（1当量），EDC（1当量）和DMAP（1.5当量）溶于无水DMSO中并将混合物搅拌6小时。然后将乙酰化的HA（25.0mg）加入上述混合物中并在室温下再搅拌24小时。用去离子水透析（MWCO=1kDa）2天并冻干后获得HAP，紫外-可见（UV-Vis）光谱分析法测量HAP中的光敏剂含量。本专利技术的核酸药物选自DNA、RNA、低聚核苷酸或者多核苷酸。本专利技术还公开了一种三元复合物纳米药物的制备方法，包括以下步骤，将缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物溶液与核酸药物溶液混合孵育后再加入接有光敏剂的透明质酸聚合物溶液，再次孵育，得到三元复合物纳米药物。具体可以为：将TK-PEI溶解于DEPC水中，并与提前溶解好的核酸溶液按不同质量比例进行混合，并置于37℃水浴孵育30min后得到二元复合物；再按不同质量比加入溶于DEPC水的HAP，37℃水浴孵育60min，得到最终的纳米药物。上述技术方案中，所述核酸药物选自DNA、RNA、低聚核苷酸或者多核苷酸。上述技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三元复合物纳米药物，包括缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物、接有光敏剂的透明质酸聚合物、核酸药物；所述缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物具有式I所示的结构；
【技术特征摘要】
1.一种三元复合物纳米药物，包括缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物、接有光敏剂的透明质酸聚合物、核酸药物；所述缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物具有式I所示的结构；其中，20≤n≤500，4≤m≤24；所述接有光敏剂的透明质酸聚合物具有式Ⅱ所示的结构；其中，R2为光敏剂单元。2.一种缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物，所述缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物具有式I所示的结构，其中，20≤n≤500，4≤m≤24。3.一种缩硫酮交联剂，其具有如下化学结构式：。4.一种缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物的制备方法，包括如下步骤：（1）以半胱胺、甲氧基丙烯、丙烯酰氯为原料，反应制备缩硫酮交联剂；（2）以缩硫酮交联剂与PEI为原料，反应制备缩硫酮键交联低分子量PEI基聚合物。5.一种缩硫酮交联剂的制备方法，包括如下步骤：（1）以半胱胺、甲氧基丙烯、丙烯酰氯为原料，反应制备缩硫酮交联剂。6.接有光敏剂的透明质酸聚合物，具有式Ⅱ所示的结构；其中，R2为光敏剂单元。7.一种接有光敏剂的透明质酸聚合物的制备方法，包括以下步骤，将乙酸酐加入透明质酸和吡啶的混合物中，反应得到乙酰化透明质酸；混合光敏剂、碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶，...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷黎晨，王金慧，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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