具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)‑氮芥高分子聚合物及其制备方法和应用，是将N，N‑二‑(2‑氯乙基)‑4‑苯甲基丙烯酰胺通过共价键连接到N‑(2‑羟丙基)甲基丙烯酰胺上而形成的高分子聚合物；本发明专利技术将N，N‑二‑(2‑氯乙基)‑4‑苯甲基丙烯酰胺与HPMA的活性进行叠加，进一步促进了聚合物对肿瘤的抑制作用，能够延长抗癌药物在肿瘤细胞的停留时间；共聚物中的独特的化学键使得药物到达肿瘤部位之后再断裂，不仅减少了药物毒性，还能在肿瘤细胞内智能释放抗癌药物；HPMA使共聚物体现出良好的生物相溶性，降低了抗癌药物的毒性，从而减少了对正常组织的伤害，因此在制备抗肿瘤药物中具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子化学领域，具体涉及一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
癌症已经成为人类健康的主要威胁之一，每年因为癌症而死亡的人数且呈明显上升趋势。目前治疗癌症的主要方法包括放疗、化疗、手术疗法和基因疗法。其中化疗是极其重要的非手术疗法，氮芥类化合物属烷基化剂类抗肿瘤药物，目前主要用于恶性淋巴肿瘤的治疗。根据母体结构的不同，该类化合物可分为苯甲酸氮芥、苯丁酸氮芥、苯甲醛氮芥和甲基氮芥。但由于其毒副作用较大，在临床应用上有一定的限制，因此将小分子氮芥连接到生物相容性好的聚合物上，制备成高分子抗癌药物是目前研究的热点。聚((2-羟丙基)甲基丙烯酰胺)P(HPMA)是一种高分子药物载体。由于聚(HPMA)具有良好的生物相容性，不仅能够降低药物的毒副作用，减少抗药性，提高药物体内的稳定性，还可以增加药物在肿瘤部位的累积，使药效得到更好的发挥等特点，被作为肿瘤靶向药物载体已应用于临床。因此，将水溶性好的聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺与N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺共聚，提高对肿瘤的抑制作用，同时具有良好的生物相溶性，以减少对正常组织的伤害，有望为抗癌领域提供了更多的选择。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物。本专利技术的另一目的是提供一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物作为抗癌药物在抗肿瘤治疗中的应用。本专利技术所采用的技术方案为：(一)一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物本专利技术提供一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物，是将N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺通过共价键连接到N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺上而形成的高分子聚合物，其具体制备方法如下：步骤(1)N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的合成：将N，N-二-(2-氯乙基)-1,4-苯二胺的盐酸盐固体先用30％冷的NaOH溶液溶解，用三氯甲烷溶液进行萃取，向萃取后的有机溶液中用移液枪加入甲基丙烯酰氯，然后滴加三乙胺的三氯甲烷溶液，滴加完成后移除冰水浴，在常温下搅拌反应24h后，用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂得产品小分子药物N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺。其结构式如下：步骤(2)具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备：将N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺和N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)用溶剂二甲基亚砜(DMSO)溶解，然后加入引发剂偶氮二异丁腈，在氮气保护下于65℃反应24h进行聚合，用丙酮和乙醚的混合溶液沉淀，最后用分子量为3000的超滤浓缩离心管离心得目标产物P(HPMA)-氮芥高分子聚合物。其结构式如下：式中，m＝4～20mol％，n＝80～96mol％。(二)体外抑制肿瘤细胞生长实验采用四氮唑盐还原法(MTT法)对HeLa细胞株进行试验：取处于生长对数期的HeLa细胞，将细胞浓度调为2×104个/mL，在96孔培养板中加入90μL/孔，边缘孔用无菌PBS填充。在5％CO2，37℃孵育，培养箱中放置待贴壁后，将HPMA和N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的摩尔比为8:2时制备的聚合物药物和纯N，N-二-(2-氯乙基)-1,4-苯二胺盐酸盐分别设定浓度为2.5、5、10、20、40μg/mL5个梯度的溶液加入，每个浓度均设3个复孔，加药后细胞继续培养24h后，取出先离心，后弃去96孔板内的上清培养液，用PBS冲洗2～3遍后，每孔加人20μLMTT(四氮唑，5mg/ml，即0.5％MTT)溶液，置于37℃二氧化碳培养箱内继续培养4h。终止培养，吸去孔内培养液，每孔加入150μL的DMSO，置摇床上低速振荡10min，使结晶物充分溶解。在酶标仪570nm测定各孔的吸光OD值。细胞生长抑制率按以下公式计算：存活率＝[(实验组平均OD值)/对照组平均OD值]×100％测试结果见表1及图4。其中共聚物的IC50＝32.7μg/ml，N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯胺盐酸盐的IC50＝81.5μg/ml。表1高分子共聚物与负载氮芥体外48h抗癌活性数据从结果可以看出，本专利技术制备P(HPMA)-氮芥高分子聚合物具有良好的抗肿瘤活性，由于高分子聚合物所以能够在HeLa细胞表面聚集，被HeLa细胞内吞，增加了HeLa细胞对聚合物的摄取量，所以明显的增强了对HeLa细胞的抑制作用。从结果分析得出纯的N，N-二-(2-氯乙基)-1,4-苯二胺盐酸盐(小分子药物)和高分子聚合物(P(HPMA)-氮芥)对HeLa细胞的IC50值分别为81.5μg/ml和IC50＝32.7μg/ml，说明合成的高分子聚合物是一种有效的抗癌药物系统。本专利技术的有益效果是：本专利技术的共聚物将N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺与HPMA的活性进行叠加，进一步促进了聚合物对肿瘤的抑制作用，同时能够延长抗癌药物在肿瘤细胞的停留时间；共聚物中的独特的化学键使得药物到达肿瘤部位之后再断裂，不仅减少了药物毒性，还能在肿瘤细胞内智能释放抗癌药物；高分子载体HPMA使共聚物体现出良好的生物相溶性，进一步降低了抗癌药物的毒性，从而减少了对正常组织的伤害，因此在制备抗肿瘤药物中具有很好的应用前景。附图说明图1为HPMA和N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的摩尔比为8:2时制备的聚合物药物的核磁共振氢谱；图2为HPMA和N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的摩尔比为8:2时制备的聚合物药物的红外图谱；图3为HPMA和N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的摩尔比为8:2时制备的聚合物药物的透射电极照片图；图4为HPMA和N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的摩尔比为8:2时制备的聚合物药物对HeLa细胞存活率的影响结果。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备方法及结构表征作进一步的说明。实施例1一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备方法，具体包括如下步骤：步骤(1)N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的合成：将步N，N-二-(2-氯乙基)-1,4-苯二胺的盐酸盐(2.7g，0.01mol)先用30％冷的NaOH(15ml)溶液进行分离提纯，然后用三氯甲烷(15ml×3)进行萃取，向萃取后的有机溶液中用移液枪加入甲基丙烯酰氯(0.9678ml，0.01mol)，然后在0℃搅拌条件下滴加三乙胺(1.3899ml，0.01mol)的三氯甲烷溶液(5.0ml)，控制其滴加的速度1h滴加完成，滴加完成后移除冰水浴，在常温下搅拌反应24h，反应完全后，用蒸馏水洗涤三次(30mL×3)，无水硫酸钠干燥过夜，减压蒸除溶剂得产品小分子药物N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺。步骤(2)具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备：将N，N-二-(2-氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)‑氮芥高分子聚合物，其特征在于：是将N，N‑二‑(2‑氯乙基)‑4‑苯甲基丙烯酰胺通过共价键连接到N‑(2‑羟丙基)甲基丙烯酰胺上而形成的高分子聚合物，其结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物，其特征在于：是将N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺通过共价键连接到N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺上而形成的高分子聚合物，其结构如下：其中，m＝4～20mol％，n＝80～96mol％。2.如权利要求1所述的具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物，其特征在于：所述聚合物的平均分子量为20～40kDa。3.一种制备权利要求1中的具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺的合成：将N，N-二-(2-氯乙基)-1,4-苯二胺的盐酸盐溶解于用30％冷的NaOH溶液，然后用三氯甲烷溶液进行萃取，向萃取后的有机溶液中加入甲基丙烯酰氯溶液进行反应，然后滴加三乙胺的三氯甲烷溶液，滴加完成后移除冰水浴，在常温下搅拌反应24h后，用蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂得产品小分子药物N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺。步骤(2)具有抗肿瘤活性的P(HPMA)-氮芥高分子聚合物的制备：将N，N-二-(2-氯乙基)-4-苯甲基丙烯酰胺和N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺用溶剂二甲基亚砜溶解，然后加入引发剂偶氮二异丁腈，在氮气保护下于65℃反应24h进行聚合，反应结束用丙酮和乙醚的混合液沉淀，最后用分子量为3000的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：许卫兵，龙海涛，蒲陆梅，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62