專利名稱：一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種利用超支化高分子通過(guò)改性后自組裝形成類生物膜結(jié)構(gòu)的管狀生物囊泡的制備方法，最終得到的結(jié)構(gòu)具有很好的生物相容性。
背景技術(shù)：
超分子自組裝在活性生物系統(tǒng)中起到確保傳輸、形成屏障、模板化和傳遞信號(hào)過(guò)程的作用，這些都是生物系統(tǒng)得以正常運(yùn)作的最基本需求。從天然和合成物質(zhì)中獲得的自組裝納米結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的吸引力，因?yàn)樗鼈兡軌蚰７律锬せ蛏锲鞯慕Y(jié)構(gòu)而具有靶向釋放藥物、蛋白和基因的潛能。脂質(zhì)體是人工制備的脂質(zhì)二重層結(jié)構(gòu)，可以模擬生物細(xì)胞膜， 它在納米醫(yī)學(xué)中經(jīng)常被用作細(xì)胞探針或仿生材料。然而，在合成設(shè)計(jì)過(guò)程中，要達(dá)到某些特定的性能依然極具挑戰(zhàn)性，如制備出具有在特定尺寸保持均一性及能夠抵抗外界刺激的自組裝納米結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)很多技術(shù)，可以制備出聚合物容器、無(wú)機(jī)容器、無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化容器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的需求及不足，利用一種生物相容性良好的超支化高分子通過(guò)改性后自組裝形成的仿生物膜結(jié)構(gòu)的管狀囊泡結(jié)構(gòu)。該囊泡結(jié)構(gòu)具有更大的表面積，因而有利于化學(xué)改性并能提高藥物裝載量。這種結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，在作為藥物載體、基因載體和RNA載體等領(lǐng)域均有很高的應(yīng)用潛能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟
(1)制備PEI 1 將5-己炔酸和PEI的酰胺類同系物配成溶液加入到試管中，將試管密封后進(jìn)行加熱；所述溶液中5-己炔酸的質(zhì)量濃度為0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺類同系物質(zhì)量濃度為0. 07 0. 25g/mL ；
(2)制備⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入抗壞血酸鈉，五水硫酸銅，環(huán)糊精，然后將試管密封后加熱反應(yīng)，得到CD-PEI 1，然后用丙酮進(jìn)行沉淀后透析；所述抗壞血酸鈉、五水硫酸銅、環(huán)糊精在溶液中的質(zhì)量濃度分別為1. 67 10mg/mL、0. 67 3. 3mg/mL, 0. 12 5mg/mL ；所述丙酮的體積為上述溶液體積的6. 6 25倍；
(3)制備Ada-Cal 將(2)中的生成物和三環(huán)癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL 的二環(huán)己基碳二亞胺溶液，加熱到30°C以上后攪拌反應(yīng)至少10小時(shí)，然后將反應(yīng)混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥；所述O)中的生成物和三環(huán)癸烷胺在溶液中的質(zhì)量濃度分別為0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二環(huán)己基碳二亞胺溶液的體積為上述溶液的0. 8 3倍；
(4)超支化分子自組裝將(2)中制備的CD-PEI 1和(3)中制備的Ada-Cal加入到水中攪拌至少10小時(shí)，得到類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的質(zhì)量濃度均為 0·03 0. 3mg/mL。所述步驟(1)的加熱方式為將密封試管置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在 70 95°C、20 50W功率下反應(yīng)10 60min。所述步驟O)的加熱方式為將密封試管置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在 70 90°C、20 50W功率下反應(yīng)50 lOOmin。所述步驟(3)加熱到30 80°C攪拌反應(yīng)12 36小時(shí)。所述步驟(4)攪拌時(shí)間為12 36小時(shí)。本發(fā)明所述的環(huán)糊精(Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱⑶)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，通常含有6 12個(gè)D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實(shí)際意義的是含有6、7、8個(gè)葡萄糖單元的分子，分別稱為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精、Y-環(huán)糊精。α、β、Y-環(huán)糊精分別是6，7，8個(gè) D(+)_吡喃型葡萄糖組成的環(huán)狀低聚物，其分子呈上寬下窄、兩端開(kāi)口、中空的筒狀物，腔內(nèi)部呈相對(duì)疏水性，而所有羥基則在分子外部。環(huán)糊精能有效地增加一些水溶性不良的藥物在水中的溶解度和溶解速度，如前列腺素-CD包合物能增加主藥的溶解度從而制成注射齊U。它還能提高藥物(如腸康顆粒揮發(fā)油的穩(wěn)定性和生物利用度；減少藥物(如穿心蓮) 的不良?xì)馕痘蚩辔?；降低藥?如雙氯芬酸鈉)的刺激和毒副作用；以及使藥物(如鹽酸小檗堿)緩釋和改善劑型。本發(fā)明所述環(huán)糊精為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精、Y-環(huán)糊精中的一種或幾種，優(yōu)選(6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環(huán)糊精。本發(fā)明所述溶液的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、環(huán)己醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種，優(yōu)選為二甲基甲酰胺。二甲基甲酰胺(DMF)是一種透明液體，能和水及大部分有機(jī)溶劑互溶。它是化學(xué)反應(yīng)的常用溶劑。二甲基甲酰胺(DMF)作為重要的化工原料以及性能優(yōu)良的溶劑，主要應(yīng)用于聚氨酯、腈綸、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、電子等行業(yè)。二甲基乙酰胺(DMAC)化學(xué)性質(zhì)與N，N-二甲基甲酰胺非常相似，是一種有代表性的酰胺類溶劑。在無(wú)酸、堿存在時(shí)，常壓下加熱至沸騰不分解，因此可以在常壓下蒸餾。所述方法得到的類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的膜厚度為6 lOnm，直徑為35 45nm，長(zhǎng)度約為2 4μπι。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明具有很高的新穎性，采用改性后的超支化聚合物進(jìn)行自組裝，得到的納米管狀囊泡膜厚度大約為8nm，直徑約為40nm，長(zhǎng)度約為2 4 μ m。該囊泡可以在較寬的pH 值范圍保持性能穩(wěn)定。這種仿生納米結(jié)構(gòu)材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)用有寬廣的應(yīng)用前景。下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下實(shí)施例一(1)制備PEI 1 將Ig的5-己炔酸和1. 12g的PEI的酰胺類同系物的DMF溶液 SmL加入到耐高壓試管中，試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在85°C、30W功率下反應(yīng)30min ；(2)制備⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入36mg抗壞血酸鈉，Hmg五水硫酸銅，2. 12g (6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環(huán)糊精，接著將試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在85°C、30W功率下反應(yīng)60min。即可得到CD-PEI 1，然后用IOOmL丙酮進(jìn)行沉淀后再進(jìn)行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 50g(2)中生成物和0. 61g三環(huán)癸烷胺的DMF溶液10mL， 加入7mL 1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺的DMF溶液，反應(yīng)溶液加熱到60°C攪拌反應(yīng)M小時(shí)，將反應(yīng)的混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀后，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥得到固體樣品；(4)超支化分子自組裝將(2)中制備的⑶-PEI 1和(3)中制備的Ada-Cal分別取Img加入到IOmL蒸餾水中攪拌M小時(shí)。實(shí)施例二(1)制備PEI 1 將0. 6g的5_己炔酸和1. 5g的PEI的酰胺類同系物的DMAC溶液 6mL加入到耐高壓試管中，試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在70°C、50W功率下反應(yīng)IOmin ；(2)制備⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入20mg抗壞血酸鈉，20mg五水硫酸銅，1.5ga-環(huán)糊精，接著將試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在90°C、20W功率下反應(yīng)50min。即可得到⑶-PEI 1，然后用SOmL丙酮進(jìn)行沉淀后再進(jìn)行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. IOg (2)中生成物和0. 8g三環(huán)癸烷胺的DMAC溶液8mL，力口入IOmL 1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺的DMAC溶液，反應(yīng)溶液加熱到30°C攪拌反應(yīng)36小時(shí)，將反應(yīng)的混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀后，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥得到固體樣品；(4)超支化分子自組裝將(2)中制備的⑶-PEI 1和(3)中制備的Ada-Cal分別取0. 5mg加入到5mL蒸餾水中攪拌12小時(shí)。實(shí)施例三(1)制備PEI 1 將1. 2g的5_己炔酸和0. 8g的PEI的酰胺類同系物的DMF溶液 12mL加入到耐高壓試管中，試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在95°C、20W功率下反應(yīng)60min ；(2)制備⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入60mg抗壞血酸鈉，8mg五水硫酸銅，3g (6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環(huán)糊精，接著將試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在70°C、50W功率下反應(yīng)lOOmin。即可得到CD-PEI 1，然后用150mL丙酮進(jìn)行沉淀后再進(jìn)行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 60g(2)中生成物和0. 40g三環(huán)癸烷胺的DMF溶液15mL， 加入5mL 1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺的DMF溶液，反應(yīng)溶液加熱到80°C攪拌反應(yīng)12小時(shí)，將反應(yīng)的混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀后，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥得到固體樣品；(4)超支化分子自組裝將(2)中制備的⑶-PEI 1和(3)中制備的Ada-Cal分別取1. 5mg加入到15mL蒸餾水中攪拌36小時(shí)。實(shí)施例四(1)制備PEI 1 將0. Sg的5_己炔酸和Ig的PEI的酰胺類同系物的正丙醇溶液 IOmL加入到耐高壓試管中，試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在85°C、45W功率下反應(yīng)50min ；
(2)制備⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入43mg抗壞血酸鈉，17mg五水硫酸銅，2. 4g (6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環(huán)糊精，接著將試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在75°C、25W功率下反應(yīng)80min。即可得到CD-PEI 1，然后用130mL丙酮進(jìn)行沉淀后再進(jìn)行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 30g(2)中生成物和0. 55g三環(huán)癸烷胺的正丙醇溶液12mL， 加入8mL 1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺的正丙醇溶液，反應(yīng)溶液加熱到50°C攪拌反應(yīng)18 小時(shí)，將反應(yīng)的混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀后，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥得到固體樣品；(4)超支化分子自組裝將0. 7mg(2)中制備的CD-PEI 1和1. 5mg(3)中制備的 Ada-Cal加入到13mL蒸餾水中攪拌20小時(shí)。實(shí)施例五(1)制備PEI 1 將0. 9g的5_己炔酸和1. 3g的PEI的酰胺類同系物的DMF溶液 SmL加入到耐高壓試管中，試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在75°C、40W功率下反應(yīng)20min ；(2)制備CD-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入25mg抗壞血酸鈉，13mg五水硫酸銅，2g γ-環(huán)糊精，接著將試管密封后置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在80°C、25W功率下反應(yīng)85min。即可得到⑶-PEI 1，然后用135mL丙酮進(jìn)行沉淀后再進(jìn)行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 35g⑵中生成物和0. 54g三環(huán)癸烷胺的DMF溶液8mL，加入8mL 1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺的DMF溶液，反應(yīng)溶液加熱到65°C攪拌反應(yīng)28小時(shí)，將反應(yīng)的混合物過(guò)濾，用丙酮沉淀后，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥得到固體樣品；(4)超支化分子自組裝將0. Smg(2)中制備的CD-PEI 1和1. 2mg(3)中制備的 Ada-Cal加入到IOmL蒸餾水中攪拌20小時(shí)。制備得到的納米管狀囊泡膜厚度大約為8nm，直徑約為40nm，長(zhǎng)度約為2 4 μ m。 該囊泡可以在較寬的PH值范圍保持性能穩(wěn)定。申請(qǐng)人:聲明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將上述實(shí)施例某組分的具體含量點(diǎn)值，與發(fā)明內(nèi)容部分的技術(shù)方案相組合，從而產(chǎn)生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請(qǐng)為使說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)明，不再羅列這些數(shù)值范圍。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的制備方法，但本發(fā)明并不局限于上述制備方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述制備方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)制備PEI1 將5-己炔酸和PEI的酰胺類同系物配成溶液加入到試管中，將試管密封后進(jìn)行加熱；所述溶液中5-己炔酸的質(zhì)量濃度為0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺類同系物質(zhì)量濃度為0. 07 0. 25g/mL ；(2)制備CD-PEI1 往(1)中的生成物溶液中加入抗壞血酸鈉，五水硫酸銅，環(huán)糊精， 然后將試管密封后加熱反應(yīng)，得到CD-PEI 1，然后用丙酮進(jìn)行沉淀后透析；所述抗壞血酸鈉、五水硫酸銅、環(huán)糊精在溶液中的質(zhì)量濃度分別為1. 67 10mg/mL、0. 67 3. 3mg/mL, 0. 12 5mg/mL ；所述丙酮的體積為上述溶液體積的6. 6 25倍；(3)制備Ada-Cal將O)中的生成物和三環(huán)癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL的二環(huán)己基碳二亞胺溶液，加熱到30°C以上后攪拌反應(yīng)至少10小時(shí)，然后將反應(yīng)混合物過(guò)濾， 用丙酮沉淀，將得到的產(chǎn)物溶解并冷凍干燥；所述O)中的生成物和三環(huán)癸烷胺在溶液中的質(zhì)量濃度分別為0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二環(huán)己基碳二亞胺溶液的體積為上述溶液的0. 8 3倍；(4)超支化分子自組裝將(2)中制備的CD-PEI1和(3)中制備的Ada-Cal加入到水中攪拌至少10小時(shí)，得到類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的質(zhì)量濃度均為 0.03 0. 3mg/mL。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的加熱方式為將密封試管置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在70 95°C、20 50W功率下反應(yīng)10 60min。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟O)的加熱方式為將密封試管置于CEM單模式聚焦微波合成儀中在70 90°C、20 50W功率下反應(yīng) 50 lOOmin。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)加熱到30 80°C攪拌反應(yīng)12 36小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)攪拌時(shí)間為12 36小時(shí)，優(yōu)選20 M小時(shí)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述環(huán)糊精為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精、Y-環(huán)糊精中的一種或幾種，優(yōu)選(6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環(huán)糊精。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述溶液的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、環(huán)己醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種，優(yōu)選為二甲基甲酰胺。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述方法得到的類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的膜厚度為6 10nm，直徑為35 45nm，長(zhǎng)度約為2 4 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結(jié)構(gòu)的方法，所述方法制得的仿生物膜結(jié)構(gòu)的管狀囊泡結(jié)構(gòu)由一種生物相容性良好的超支化高分子通過(guò)改性后自組裝形成。該囊泡結(jié)構(gòu)具有更大的表面積，因而有利于化學(xué)改性并能提高藥物裝載量。這種結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，在作為藥物載體、基因載體和RNA載體等領(lǐng)域均有很高的應(yīng)用潛能。
文檔編號(hào)A61K48/00GK102504280SQ20111034664
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者許杉杉, 韓志超 申請(qǐng)人:無(wú)錫中科光遠(yuǎn)生物材料有限公司