一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA制造技术

本发明专利技术公开了一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG‑b‑PAsp‑g‑CPA及其纳米胶束和制备方法及应用，属于高分子合成及生物医用材料技术领域。本发明专利技术用聚乙二醇作为引发剂，引发β‑苄基‑L‑天冬氨酸‑

【技术实现步骤摘要】
一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA
本专利技术属于高分子合成及生物医用材料
，一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA及其纳米胶束和制备方法及应用。专利技术背景癌症被认为是致使人类死亡的第一大杀手。目前治疗癌症的重要方法是化疗，但是在整个化疗治疗过程中，由于无法高选择性的将治疗药物递送至病变部位，导致药效降低毒副作用增大，且易被网状内皮系统清除，造成肿瘤细胞吸收差。纳米药物递送系统能够增强药物渗透性和停留效应，并能躲过人体的网状内皮质系统的识别和捕获，延长载药系统在血液中的循环时间，提高了药物的生物利用度。在某些病理条件下，系统、组织和细胞水平上的特殊物理化学性质已经被确定。例如，肿瘤组织的细胞外环境明显比正常组织和全身性血液pH值要低。这是因为当肿瘤细胞以异常高的速度增殖时，缺乏营养会导致高速率的糖酵解和乳酸的积累，从而降低环境的pH值。肿瘤组织(pH6.5左右)和细胞内内含体及溶酶体(pH4.0-6.0)的酸性环境被广泛用于设计pH刺激响应性纳米载体。而含叔胺基团的聚合物已被广泛探索并用于制备pH响应纳米材料，其中氮原子的质子化可增加聚合物亲水性。胺基还可以通过质子化有效中和酸性的内含体环境，这增加了内含体的pH值，触发了内生体的离子转运到腔内，它们最终膨胀并破裂，释放内化的纳米载体(质子海绵效应)。此外，肿瘤发展到一定程度，就会形成缺氧区域。还原型谷胱甘肽(GSH)的浓度异常，肿瘤细胞质中GSH浓度(2-10mmolL-1)远高于细胞外GSH浓度(2-20μmol·L-1)，且是正常细胞质中GSH浓度的7-10倍。二硫键是氧化还原体系中应用最广泛的化学键，可以被引入载体的骨架、侧链或作为交联剂使用，其在细胞外稳定，进入肿瘤细胞质中被GSH还原成巯基，导致纳米粒解体，进而快速释放荷载药物。聚乙二醇-聚天冬氨酸共聚物(PEG-b-PAsp)具有良好的生物相容性和生物降解性，PEG嵌段具有良好的水溶性，可以增加整个载药体系溶解度。天冬氨酸是人体的一种必需氨基酸，与人体有很好的相容性，并且其代谢产物能够通过代谢排出体外，不会产生毒副作用。另一方面天冬氨酸具有大量羧基末端，可以对其进行敏感基团修饰达到靶向释放的效果。因此以聚天冬氨酸为功能性羧基链端的嵌段共聚物的合成具有较大意义。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一个目的是提供一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA。本专利技术的第二个目的是提供上述PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供上述PEG-b-PAsp-g-CPA作为抗肿瘤纳米载体的应用。本专利技术的第四个目的是提供一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA纳米胶束。本专利技术的第五个目的是提供上述纳米胶束的制备方法。本专利技术的第六个目的是提供上述纳米胶束的应用。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA，结构式如下：所述的聚乙二醇-聚天冬氨酸(PEG-b-PAsp)的PAsp端修饰不同的基团，进而响应不同的肿瘤微环境。其中，所述CPA为N-(2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)-3-(哌啶-1-基)丙酰胺。作为本申请的优选技术方案，所述聚乙二醇-聚天冬氨酸的聚合度为20至60。更优选的，所述聚乙二醇-聚天冬氨酸的聚合度为30至60。本专利技术还保护一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法，首先通过开环聚合反应得到两亲性共聚物PEG-b-PAsp主链，然后通过侧链基团反应将pH/还原双重响应性小分子CPA连接到共聚物的PAsp端，最终得到PEG-b-PAsp-g-CPA。作为本申请的优选技术方案，所述两亲性嵌段共聚物PEG-b-PAsp的合成方法如下：将PEG-NH2和L-天冬氨酸-β-苄酯-N-羧基环内酰胺(BLA-NCA)加入封管中，再加入无水DMF/DCM混合溶液；室温搅拌反应；反应停止后，加入无水乙醚，有白色沉淀生成，减压抽滤得嵌段共聚物PEG-b-PAsp。更优选的，所述PEG-NH2和BLA-NCA的摩尔比为1：80～320。更优选的，无水DMF/DCM混合溶液体积比1：1.5～3。更优选的，所述PEG-NH2和BLA-NCA反应时间为5-7天。作为本申请的优选技术方案，所述小分子CPA的制备如下：首先将胱胺二盐酸盐溶于甲醇中，加三乙胺调pH值至弱碱性，室温搅拌0.5h；将二碳酸二叔丁酯溶于甲醇后逐滴加入上述混合溶液中；室温搅拌12h后，减压旋蒸，将残余物倒入饱和NaH2PO4溶液中；乙醚萃取三次除去双保护副产物，再用1MNaOH将水相pH调至弱碱性后，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压旋蒸，得粗产物；柱色谱纯化得化合物1；将化合物1，1-哌啶丙酸和HATU按比例溶于DMF中，加三乙胺调pH至弱碱性；室温反应5h，TLC检测反应完全后，将反应液倒入五倍当量的蒸馏水中，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，减压旋蒸，得粗产物；将所得粗产物溶于三氟乙酸/二氯甲烷的混合溶液中进行脱保护，室温反应1h后，减压旋蒸，经柱色谱纯化得CPA。更优选的，所述胱胺二盐酸盐与二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1：1～2。更优选的，所述三氟乙酸/二氯甲烷的混合溶液体积比为1：3～5。作为本申请的优选技术方案，所述PEG-b-PAsp-g-CPA的合成如下：将PEG-b-PAsp和过量的CPA溶于DMF中，加入缩合剂HATU和三乙胺，室温反应；反应停止后，将反应液装入透析袋中，透析去除反应液中的小分子杂质；最后冻干得PEG-b-PAsp-g-CPA。更优选的，所述PEG-b-PAsp和CPA的摩尔比由PAsp支链上羧基的摩尔数决定，CPA的摩尔数是羧基摩尔数的两倍。更优选的，所述PEG-b-PAsp和CPA的反应时间为两天。本专利技术还保护一种pH/还原双重响应性纳米胶束，主要由PEG-b-PAsp或上述的PEG-b-PAsp-g-CPA组成。作为本申请的优选技术方案，所述PEG-b-PAsp和PEG-b-PAsp-g-CPA胶束的粒径为100-250nm。一种pH/还原双重响应性纳米胶束的制备方法，包括如下步骤：取PEG-b-PAsp或PEG-b-PAsp-g-CPA聚合物分别溶于DMF中，缓慢滴加去离子水，搅拌；滴加完毕后将溶液转移到截留分子量为3500DA透析袋，除去有机溶剂，得到胶束水溶液，冻干得到胶束样品。优选的，所述PEG-b-PAsp和PEG-b-PAsp-g-CPA采用本专利技术的方法制备。本专利技术还保护上述纳米胶束用于药物递送的载体材料。有益效果本专利技术具有以下优点：(1)利用氨基聚乙二醇中的氨基作为亲核引发基团与活性单体BLA-NCA进行反应，可以方便地一步引发聚合单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA，其特征在于，结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA，其特征在于，结构式如下：



所述的PEG-b-PAsp的PAsp端修饰不同的基团，进而响应不同的肿瘤微环境。


2.根据权利要求1所述的一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA，其特征在于，所述聚乙二醇-聚天冬氨酸的聚合度为20至60。


3.权利要求1所述的一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法，其特征在于，首先通过开环聚合反应得到两亲性嵌段共聚物PEG-b-PAsp主链，然后通过侧链基团反应将pH/还原双重响应性小分子CPA连接到共聚物的PAsp端，最终得到PEG-b-PAsp-g-CPA。


4.根据权利要求3所述的一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法，其特征在于，所述两亲性嵌段共聚物PEG-b-PAsp的合成方法如下：将PEG-NH2和L-天冬氨酸-β-苄酯-N-羧基环内酰胺(BLA-NCA)加入封管中，再加入无水DMF/DCM混合溶液；室温搅拌反应；反应停止后，加入无水乙醚，有白色沉淀生成，减压抽滤得嵌段共聚物PEG-b-PAsp。


5.根据权利要求4所述的一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法，其特征在于，所述PEG-NH2和BLA-NCA的摩尔比为1：80～320；优选的，无水DMF/DCM混合溶液体积比1：1.5～3；优选的，所述PEG-NH2和BLA-NCA反应时间为5-7天。


6.根据权利要求3所述的一种pH/还原双重响应性嵌段共聚物PEG-b-PAsp-g-CPA的制备方法，其特征在于，所述小分子CPA的制备如下：首先将胱胺二盐酸盐溶于甲醇中，加三乙胺调pH值至弱碱性，室温搅拌；将二碳酸二叔丁酯溶于甲醇后逐滴加入上述混合溶液中；室温搅拌后，减压旋蒸，将残余物倒入饱和NaH2PO4溶液中；乙醚萃取三次除去双保护副产物，再用1M...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐熠松，张男侠，王越，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32