一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，采用将超支化聚酯H30通过开环聚合ε‑己内酯，再对其末端‑OH进行修饰以得到含有Pd(Ⅱ)的催化剂，并以此聚合L‑型亲水苯异腈单体和叠氮化物官能化的苯异腈单体，然后将末端炔基修饰的胍基与叠氮基团通过click反应连接上，形成两亲性嵌段共聚物，并通过自组装以获得带正电的单分子胶束；最后，二甲基马来酸酐和叶酸共同改性的PEI与上述得到的单分子胶束共组装，从而得到拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体。本发明专利技术方法制备的肿瘤靶向纳米载体，易于药物的负载、输运和可控释放，对肿瘤细胞能够起到良好的光热‑化学治疗效果。

Preparation method of tumor targeting nano carrier with cell penetrating peptide function

The present invention discloses a preparation method of a tumor targeting nanocarrier which mimics the function of cell penetrating peptide. The hyperbranched polyester H30 is polymerized by ring-opening polymerization of epsilon caprolactone, and then the end of epsilon caprolactone is modified to obtain a catalyst containing Pd (II), and then L-type hydrophilic phenylisonitrile monomer and azide functionalized benzene are polymerized. Isonitrile monomers, then the terminal alkynyl modified guanidine group and azide group were linked by click reaction to form amphiphilic block copolymers, and the positive monomolecular micelles were obtained by self-assembly. Finally, the PEI modified by dimethylmaleic anhydride and folic acid was co-assembled with the above monomolecular micelles to obtain the amphiphilic block copolymers. The tumor targeting nano carrier of the cell penetrating peptide function. The tumor targeting nanocarrier prepared by the method of the invention is easy to load, transport and controlled release of drugs, and has good photothermal and chemical therapeutic effect on tumor cells.

【技术实现步骤摘要】
一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法
本专利技术涉及聚合物反应领域，具体为一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法。技术背景近年来，随着纳米技术与合成化学的飞速发展，纳米载体在生物医学领域中的应用研究收到越来越多的关注；其中，高分子基纳米载体为生物医学成像、诊断、以及药物输运提供了新的手段和思路。研究表明，纳米至亚微米尺度的载体对组织粘膜有着较强的吸附和穿透，高分子基胶束、囊泡等纳米结构可通过在肿瘤组织内的增强渗透和滞留(EPR)效应而“被动靶向”至肿瘤部位。对于具有生物相容性的两亲性嵌段共聚物而言，其在水溶液中的浓度达到临界胶束浓度(CMC)以上时能形成以亲水嵌段为外壳、以疏水嵌段为内核的组装体，这就赋予了疏水内核增溶憎水性染料分子或药物分子的能力，从而实现对肿瘤部位的光学成像及抗癌药物的输运。药物分子能够顺利实现跨膜输送至细胞核是实施肿瘤治疗的关键，然而，细胞膜的生物屏障作用会阻止很多高分子物质进入细胞内，从而很大程度上限制人工合成高分子作为药物载体的可能性以及在后续治疗上的应用。因此，如何便捷引导这类物质穿透细胞膜是一个迫切需要解决的问题。目前，有效介导大分子穿透细胞膜的方法之一即为细胞穿透肽(CPPs)，CPPs能够以非受体依赖和非经典内吞方式直接穿过细胞膜进入细胞，达到高效输送药物分子的目的。已知的部分CPPs要么具有固有的螺旋结构，要么能够在细胞膜表面形成螺旋结构，加上疏水部分能形成刚性的两亲性结构，两者的协同效应使CPPs能够更加有效的与细胞膜磷脂层作用，从而促进细胞通透性。聚苯异腈(PPIs)是最早发现的具有稳定螺旋构象的高分子之一，其性质稳定、单体易得、聚合方法简单、在溶液中和固态时均能很好的保持螺旋结构，因而是一种非常有意义的人工合成螺旋聚合物。日本Yashima教授等报道了在金属催化剂催化下的活性聚合苯基异腈及其聚合物的组装行为，这种聚苯异腈可以形成非常稳定的刚性螺旋构象，并能稳定的存在于溶液、本体、以及基材表面。因此结合以上的论述，研发一种基于聚苯异腈的拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备工艺，实现肿瘤靶向纳米载体的制备，可以用于药物负载、输运和可控释放，对肿瘤细胞起到良好的治疗效果的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，制备的肿瘤靶向纳米载体，易于药物的负载、输运和可控释放，对肿瘤细胞能够起到良好的光热-化学治疗效果。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，将超支化聚酯H30通过开环聚合ε-己内酯，再对其末端-OH进行修饰以得到含有Pd(Ⅱ)的催化剂，并以此聚合L-型亲水苯异腈单体和叠氮化物官能化的苯异腈单体，然后将末端炔基修饰的胍基与叠氮基团通过click反应连接上，形成两亲性嵌段共聚物，并通过自组装以获得带正电的单分子胶束；最后，二甲基马来酸酐和叶酸共同改性的PEI与上述得到的单分子胶束共组装，从而得到拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体。优选地，所述两亲性嵌段共聚物的结构式为：其中R1为左手螺旋的PEG亲水链，R2为末端含有胍基的基团。优选地，所述PEI的改性反应过程为：，其中X为pH响应性基团，Y为叶酸基团。优选地，所述的单分子胶束呈球形结构，疏水部分为聚ε-己内酯，亲水部分为聚L-型亲水苯异腈且具有左手螺旋，并加入少量叠氮化物官能化的苯异腈以方便连接上胍基；所述的纳米载体呈球形胶束结构，是通过带有正电荷的单分子胶束和带有负电荷的改性的PEI链共组装得到。优选地，一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，具体包括如下步骤：S1、L-型亲水苯异腈单体的合成：a、将cbz-L-丙氨酸与五乙二醇单甲醚反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅰ，其结构式为：b、将产物Ⅰ与氢气反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅱ，其结构式为：c、将产物Ⅱ与五氟苯酚异腈单体反应，分离、洗涤并干燥后得到L-型亲水苯异腈单体Ⅰ，其结构式为：S2、叠氮化物官能化的苯异腈单体的合成：a、将2-溴-2-甲基丙酰溴与乙二醇反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅲ，其结构式为：b、产物Ⅲ与叠氮化钠反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅳ，其结构式为：c、产物Ⅳ与五氟苯酚异腈单体反应，分离、洗涤并干燥后得到叠氮化物官能化的苯异腈单体Ⅱ，其结构式为：S3、末端带有Pd(Ⅱ)的聚ε-己内酯大分子催化剂的合成：a、在聚合瓶中加入超支化聚酯H30、辛酸亚锡催化剂和ε-己内酯，即在辛酸亚锡的催化下，H30的端羟基引发ε-己内酯的开环聚合，得到聚合物Ⅰ，其结构式为：b、聚合物Ⅰ与4-氧代-4-(丙-2-炔-1-基氧基)丁酸反应，分离、洗涤并干燥后得到中间体Ⅰ，其结构式为：c、中间体Ⅰ与三乙基膦二氯化钯反应，分离、洗涤并干燥后得到末端带有Pd(Ⅱ)的中间体Ⅱ，其结构式为：S4、两亲性嵌段共聚物的合成：a、在聚合瓶中加入中间体Ⅱ、单体Ⅰ和单体Ⅱ，即钯引发剂引发L-型亲水苯异腈单体和叠氮化物官能化的苯异腈单体进行无规共聚，分离、洗涤并干燥后得到聚合物Ⅱ，其结构式为：其中R1为左手螺旋的PEG亲水链，R3为叠氮化物功能化的基团；b、聚合物Ⅱ与末端炔基修饰的胍基反应，分离、洗涤并干燥后得到聚合物Ⅲ，其结构式为：其中R1为左手螺旋的PEG亲水链，R2为末端含有胍基的基团；S5、二甲基马来酸酐和叶酸共同改性的具有pH响应性和可通过受体介导内吞作用的PEI链的合成：在反应瓶中加入PEI和叶酸，待叶酸反应完全后再加入二甲基马来酸酐进行反应，分离、洗涤并干燥后得到改性的PEI聚合物Ⅳ，PEI的改性反应过程为：，其中X为pH响应性基团，Y为叶酸基团；S6、肿瘤靶向纳米载体的合成：将聚合物Ⅲ、抗癌药物喜树碱(CPT)和具有近红外吸收特性的花箐分子(IR780)溶于少量DMF中，将去离子水缓慢滴入到快速搅拌的DMF溶液中，滴完后，透析得到外部带有正电荷的单分子胶束；再将上述得到的单分子胶束滴加到快速搅拌的改性后的PEI聚合物Ⅳ的去离子水溶液中，从而得到以拟细胞穿膜肽功能的螺旋高分子为基础组装而成的具有“集束炸弹”结构的肿瘤靶向尺寸可切换的纳米载体。优选地，经制备的肿瘤靶向纳米载体，其外围的叶酸部分可通过受体介导的内吞作用被肿瘤细胞有效内化；在肿瘤细胞酸性的微环境中，其改性后的PEI中的酰胺键具有pH响应性以实现电荷反转，释放出由两亲性嵌段共聚物组装并包裹CPT及IR780的单分子胶束。优选地，所述S1-a步骤中，产物Ⅰ的合成原料包括：cbz-L-丙氨酸、五乙二醇单甲醚、EDCI、DMAP，其摩尔比为1：1：1.1：0.2。优选地，所述S3-b步骤中，中间体Ⅰ的合成原料包括：聚合物Ⅰ、4-氧代-4-(丙-2-炔-1-基氧基)丁酸、EDCI、DMAP,其摩尔比1：10：10：5。优选地，所述S3-c步骤中，中间体Ⅱ的合成原料包括：中间体Ⅰ、三乙基膦二氯化钯、氯化亚铜、二乙胺，其摩尔比为1：2：0.05：2。优选地，所述S4-b步骤中，聚合物Ⅲ的合成原料包括：聚合物Ⅱ、(丙-2-炔-1-基)胍、碘化亚铜、DBU，其摩尔比1：1.5：0.1：0.1。本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，聚合过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，将超支化聚酯H30通过开环聚合ε‑己内酯，再对其末端‑OH进行修饰以得到含有Pd(Ⅱ)的催化剂，并以此聚合L‑型亲水苯异腈单体和叠氮化物官能化的苯异腈单体，然后将末端炔基修饰的胍基与叠氮基团通过click反应连接上，形成两亲性嵌段共聚物，并通过自组装以获得带正电的单分子胶束；最后，二甲基马来酸酐和叶酸共同改性的PEI与上述得到的单分子胶束共组装，从而得到拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体。

【技术特征摘要】
1.一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，将超支化聚酯H30通过开环聚合ε-己内酯，再对其末端-OH进行修饰以得到含有Pd(Ⅱ)的催化剂，并以此聚合L-型亲水苯异腈单体和叠氮化物官能化的苯异腈单体，然后将末端炔基修饰的胍基与叠氮基团通过click反应连接上，形成两亲性嵌段共聚物，并通过自组装以获得带正电的单分子胶束；最后，二甲基马来酸酐和叶酸共同改性的PEI与上述得到的单分子胶束共组装，从而得到拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体。2.根据权利要求1所述的一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，所述两亲性嵌段共聚物的结构式为：其中R1为左手螺旋的PEG亲水链，R2为末端含有胍基的基团。3.根据权利要求1所述的一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，所述PEI的改性反应过程为：，其中X为pH响应性基团，Y为叶酸基团。4.根据权利要求1所述的一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，所述的单分子胶束呈球形结构，疏水部分为聚ε-己内酯，亲水部分为聚L-型亲水苯异腈且具有左手螺旋，并加入少量叠氮化物官能化的苯异腈以方便连接上胍基；所述的纳米载体呈球形胶束结构，是通过带有正电荷的单分子胶束和带有负电荷的改性的PEI链共组装得到。5.根据权利要求1所述的一种拟细胞穿膜肽功能的肿瘤靶向纳米载体的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、L-型亲水苯异腈单体的合成：a、将cbz-L-丙氨酸与五乙二醇单甲醚反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅰ，其结构式为：b、将产物Ⅰ与氢气反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅱ，其结构式为：c、将产物Ⅱ与五氟苯酚异腈单体反应，分离、洗涤并干燥后得到L-型亲水苯异腈单体Ⅰ，其结构式为：S2、叠氮化物官能化的苯异腈单体的合成：a、将2-溴-2-甲基丙酰溴与乙二醇反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅲ，其结构式为：b、产物Ⅲ与叠氮化钠反应，分离、洗涤并干燥后得到产物Ⅳ，其结构式为：c、产物Ⅳ与五氟苯酚异腈单体反应，分离、洗涤并干燥后得到叠氮化物官能化的苯异腈单体Ⅱ，其结构式为：S3、末端带有Pd(Ⅱ)的聚ε-己内酯大分子催化剂的合成：a、在聚合瓶中加入超支化聚酯H30、辛酸亚锡催化剂和ε-己内酯，即在辛酸亚锡的催化下，H30的端羟基引发ε-己内酯的开环聚合，得到聚合物Ⅰ，其结构式为：b、聚合物Ⅰ与4-氧代-4-(丙-2-炔-1-基氧基)丁酸反应，分离、洗涤并干燥后得到中间体Ⅰ，其结构式为：c、中间体Ⅰ与三乙基膦二氯化钯反应，分离、洗涤并干燥后得到末端带有Pd(Ⅱ)的中间体Ⅱ，其结构式为：S4、两亲性嵌段共聚物的合成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷俊，张健，乔柱，张文明，刘换英，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34