CN114605600B - 一种酯酶响应的两亲性线性聚合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酯酶响应的两亲性线性聚合物及其制备方法与应用。本发明所述聚合物为聚(3‑(甲基丙烯酰氧基)‑2‑氧丙基苯甲酸酯)‑b‑聚(甲基丙烯酸2‑羟基丁酯‑co‑甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯)，PPEGMA和PHBMA作为亲水外层，有利于增强胶束表面的亲水性，提高抗蛋白吸附能力，从而延长胶束在体内的循环时间，PBOOPMA作为胶束的疏水内核，用于增溶难溶性抗癌药物，其上的酮基官能团可以和交联剂发生反应，有效提高胶束的稳定性，且酯键能响应肿瘤微环境中较高的酶浓度而发生断裂，胶束内核由疏水性转变为亲水性，从而能极大提高药物的释放性。

Description

一种酯酶响应的两亲性线性聚合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医用高分子聚合物材料技术领域，具体涉及一种酯酶响应的两亲性线性聚合物及其制备方法与应用。
背景技术
癌症是严重威胁人类健康的疾病，游离的化疗药物稳定性差，缺乏靶向性，在通过全身给药获得治疗效果的同时，也会因药物非特异性分布而引发严重的毒副作用，长期使用会导致肿瘤细胞产生耐药性，对正常细胞和组织产生严重的损伤。
近年来，聚合物胶束作为疏水抗癌药物的纳米药物载体已显示出了明显的优势。聚合物胶束具有副作用低、生物相容性高、药物在肿瘤组织中的被动积累和循环时间延长等优点，可以提高水溶性，增加载药量，减少蛋白质吸附和提高生物利用度等。但是传统的胶束体系存在体液循环中稳定性差、递送过程中药物易泄露和肿瘤内药物释放缓慢或释放不完全等缺点。
在聚合物中构建交联结构形成交联胶束是提高体系稳定性的一种有效途径。然而，不可逆交联胶束由于形成的交联结构太过稳定，无法控制药物在特定部位释放，治疗效果较差。基于可逆共价键的交联结构能响应环境因素变化使交联键断裂或重组，用于环境刺激响应智能控释。可逆交联胶束不仅具有较好的稳定性，还能对肿瘤微环境刺激响应，实现在特定部位的药物释放控制。通过在交联胶束中引入刺激反应位点，形成刺激响应性药物递释***，可最大限度降低***的毒性并减少药物与血浆的相互作用，当纳米载体受到刺激时，其结构发生改变，从而在特定环境中释放负载的药物，达到高效的治疗效果。
为了增强聚合物胶束体系的智能化及提升其应用性能，研究者设计了多种刺激响应***来实现药物的可控释放。基于特异性酶在病变组织中过度表达，肿瘤细胞中酯酶浓度远高于正常组织，通过在纳米材料的主链或侧基中引入酯键，可使其具有酯酶响应性，具有良好的应用前景。
发明内容
为了克服传统聚合物胶束稳定性差、药物递释靶向性不好、释放缓慢或释放不完全等缺点，本发明的首要目的在于提供一种酯酶响应的两亲性线性聚合物，该聚合物具体为聚(3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯)-b-聚(甲基丙烯酸2-羟基丁酯-co-甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯)。
本发明另一目的在于提供上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法。本发明通过开环反应法合成单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯(BOHPMA)，随后经氯铬酸吡啶鎓(PCC)氧化制备具有酯酶响应单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)。通过电子转移活化再生原子转移自由基聚合法(ARGET ATRP)，以2-溴异丁酸乙酯(EBriB)为小分子引发剂，依次引发酯酶响应单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)、甲基丙烯酸2-羟基丁酯(HBMA)及甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯(PEGMA)进行自由基聚合，得到聚(3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯)-b-聚(甲基丙烯酸2-羟基丁酯-co-甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯)[PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)]。
本发明再一目的在于提供上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物在载药中的应用。该聚合物自组装形成胶束，核层为疏水嵌段BOOPMA，壳层PEGMA和HBMA提供亲水外壳，增强胶束稳定性和抗蛋白吸附性；同时交联剂己二酸二酰肼(ADH)或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)和BOOPMA的酮基官能团在催化作用下形成酰腙键，得到核层可逆交联胶束，从而实现载药。本发明的载药胶束制备方法简单、快捷，具有良好的生物相容性，且内核嵌段上的酯键可以响应肿瘤微环境中较高的酶浓度，为纳米载体的开发提供了一种新的候选体系，具有良好的应用前景。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种酯酶响应的两亲性线性聚合物，其化学命名为：聚(3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯)-b-聚(甲基丙烯酸2-羟基丁酯-co-甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯)，结构式如下：
Figure BDA0003474815560000031
其中：x＝15～25；y＝8～10；z＝9～13。
所述聚合物的数均分子量为10000～14000g/mol。
上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯(BOHPMA)：将甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于溶剂中，加入苯甲酸和催化剂，80～85℃回流反应16～24h，得到单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯(BOHPMA)；
(2)制备单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)：将氯铬酸吡啶鎓(PCC)和100～200目硅胶加入溶剂中，于冰浴条件下加入2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯，在室温下氧化反应，得到单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯BOOPMA；
(3)制备两亲性酯酶响应嵌段聚合物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)：将引发剂和催化剂溶于溶剂中，加入步骤(2)的单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯和配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺，混合均匀后加入还原剂，进行加热反应；待单体转化完全后，加入单体甲基丙烯酸2-羟基丁酯和单体甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯继续反应，得到聚合物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)。
优选地，步骤(1)所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯甲酸和催化剂的摩尔比为1：1.2～1.5：0.03～0.06。
优选地，步骤(1)所述催化剂为四丁基溴化铵(TBAB)。
优选地，步骤(1)所述溶剂为乙腈和二氯甲烷中的至少一种，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯和溶剂的摩尔体积比为0.2～0.4mmol/mL。
优选地，步骤(2)所述2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯和氯铬酸吡啶鎓的摩尔比为1：1.2～1.5。
优选地，步骤(2)所述氯铬酸吡啶鎓和硅胶的质量比为0.8～1：1。
优选地，步骤(2)所述溶剂为二氯甲烷；所述2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯和溶剂的摩尔体积比为0.25～0.375mmol/mL。
优选地，步骤(2)所述氧化反应的时间为12～16h。
优选地，步骤(3)所述引发剂为2-溴异丁酸乙酯(EBriB)；所述催化剂为溴化铜；所述还原剂为异辛酸亚锡(Sn(Oct)2)。
优选地，步骤(3)所述引发剂、催化剂、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、还原剂、3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯和甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯的摩尔比为1：0.04～0.06：0.4～0.6：0.4～0.6：15～25：8～10：9～13。
优选地，步骤(3)所述溶剂为苯甲醚，所述3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯和溶剂的质量体积比为0.2～0.25g/mL。
步骤(3)中加入单体甲基丙烯酸2-羟基丁酯(HBMA)和甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯(PEGMA)继续反应时，HMTETA和还原剂不足，可以适当继续加入HMTETA和还原剂以保证反应完全。
优选地，步骤(3)所述加热反应的温度为65～70℃，单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯的反应时间为10～12h；加入单体甲基丙烯酸2-羟基丁酯和单体甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯继续在65～70℃下反应的时间为2～3天。
上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备反应式如下所示：
Figure BDA0003474815560000051
上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物纳米胶束，由以下方法制得：
将上述酯酶响应的两亲性线性聚合物溶于溶剂中，混合均匀后，在磷酸缓冲盐溶液中透析，得到胶束溶液，再加入小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)和催化剂，或者仅加入小分子交联剂1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)，室温搅拌反应，用去离子水透析，过滤，干燥，得到酯酶响应的两亲性线性聚合物可逆共价键交联纳米胶束。
优选地，所述溶剂为二甲基亚砜(DMSO)；所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和溶剂的质量体积比为0.5～1mg/mL。
优选地，当交联剂为己二酸二酰肼时，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝6.5～6.8；当当交联剂为1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝8.5～9。
优选地，所述在磷酸缓冲盐溶液中透析指将混合均匀的溶液转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在磷酸缓冲盐溶液中透析24～36h，在透析过程中，前12h每2h更换一次透析液，12h之后每6h更换一次透析液。
优选地，所述酯酶响应的两亲性线性聚合物中酮基与小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)的摩尔比为1～2：1；所述催化剂在胶束溶液中的浓度为8～12mmol/L；所述催化剂为2-氨基-5-甲氧基苯甲酸。
优选地，所述室温搅拌反应时间为24～36h。
优选地，所述用去离子水透析指将反应产物转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在去离子水中透析12～24h，透析过程中，每2h换一次水。
优选地，所述过滤指用0.45μm滤膜过滤；所述干燥为冷冻干燥。
上述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物在负载水难溶性药物中的应用。
优选地，所述水难溶性药物为喜树碱。
优选地，所述应用为：将上述酯酶响应的两亲性线性聚合物和水难溶性药物一起溶于溶剂中，混合均匀后，在磷酸缓冲盐溶液中透析，得到胶束溶液，再加入小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)和催化剂，或者仅加入小分子交联剂1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)，室温搅拌反应，用去离子水透析，过滤，干燥，得到酯酶响应的两亲性线性聚合物可逆共价键交联纳米胶束。
更优选地，所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和水难溶性药物的质量比为3～6：1。
更优选地，所述溶剂为二甲基亚砜(DMSO)；所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和溶剂的质量体积比为0.5～1mg/mL。
更优选地，当交联剂为己二酸二酰肼时，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝6.5～6.8；当交联剂为1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝8.5～9。
更优选地，所述在磷酸缓冲盐溶液中透析指将混合均匀的溶液转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在磷酸缓冲盐溶液中透析24～36h，在透析过程中，前12h每2h更换一次透析液，12h之后每6h更换一次透析液。
更优选地，所述酯酶响应的两亲性线性聚合物中酮基与小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)的摩尔比为1～2：1；所述催化剂在胶束溶液中的浓度为8～12mmol/L；所述催化剂为2-氨基-5-甲氧基苯甲酸。
更优选地，所述室温搅拌反应时间为24～36h。
更优选地，所述用去离子水透析指将反应产物转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在去离子水中透析12～24h，透析过程中，每2h换一次水。
本发明公开的两亲性嵌段聚合物是一种性能优异、具有酯酶敏感性的载药材料。PPEGMA和PHBMA作为亲水外层，有利于增强胶束表面的亲水性，提高抗蛋白吸附能力，从而延长胶束在体内的循环时间。聚3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(PBOOPMA)作为胶束的疏水内核，用于增溶难溶性抗癌药物，其上的酮基官能团可以和交联剂己二酸二酰肼(ADH)或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)发生反应，有效提高胶束的稳定性，且酯键能响应肿瘤微环境中较高的酶浓度而发生断裂，胶束内核由疏水性转变为亲水性，从而能极大提高药物的释放性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明的两亲性嵌段聚合物的制备方法简单，操作易行，反应条件温和，分子量在较宽范围内可调。
2、本发明制备的两亲性线性嵌段聚合物能够在水溶液中自组装形成核-壳结构胶束，其中疏水单体可构成胶束疏水内核，提供一定体积的药物包载空间，并且可以和疏水药物形成π-π共轭作用，亲水性的单体伸展在外形成胶束的壳层。
3、本发明制备的纳米胶束粒径小、聚合物临界胶束浓度低，在水溶液中稳定性和分散性较好，胶束的制备过程通过最简单的透析方法即可实现。
4、本发明制备的基于两亲性酯酶响应嵌段聚合物的可逆共价键交联胶束稳定性好，可以增强胶束的抗稀释性，且内核嵌段上的酯键可以响应肿瘤内较高的酯酶浓度而发生断裂，使得药物快速大量释放。
附图说明
图1是实施例1制备的单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯的核磁氢谱图(溶剂为CDCl3)。
图2是实施例1制备的单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯的核磁氢谱图(溶剂为CDCl3)。
图3是实施例1制备的两亲性嵌段聚合物的核磁氢谱图(溶剂为CDCl3)。
图4是实施例3中聚合物的临界胶束浓度测试曲线。
图5是实施例4中空白非交联聚合物胶束的DLS图。
图6是实施例4中可逆酰腙键核交联胶束的DLS图。
图7是实施例4中可逆酰腙键核交联胶束的TEM图。
图8是实施例5中可逆亚胺键核交联胶束的DLS图。
图9是实施例5中可逆亚胺键核交联胶束的TEM图。
图10是实施例6中可逆酰腙键核交联胶束在酯酶溶液中的响应性。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
(1)合成单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯(BOHPMA)
向甲基丙烯酸缩水甘油酯(2.85g，0.02mol)无水乙腈(80mL)溶液中添加苯甲酸(3.0g，0.024mol)和四丁基溴化铵(0.2g，0.62mmol)，85℃溶液回流24小时。蒸发溶剂并将粗混合物悬浮在5％K2CO3溶液(50mL)中以除去未反应的苯甲酸。有机相用CH2Cl2(2×50mL)萃取并在无水Na2SO4上干燥后过滤，将溶剂通过旋蒸除去，得到的粗产物过硅胶柱(流动相正己烷-乙酸乙酯7：1，Rf值0.4)，最后旋蒸除去溶剂得到无色油状液体。利用核磁对结构和组成进行分析，结果见图1。
(2)合成单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)
在干燥茄形瓶中加入搅拌子、4.85g PCC(22.5mmol)及4.85g硅胶(80-100目)后抽真空充气，注射50mL二氯甲烷溶剂。将茄形瓶置于冰浴中，缓慢滴加2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯的二氯甲烷溶液(3.96g，15mmol，溶于10mL二氯甲烷中)，并在室温下反应15h。加入50mL***，加硅藻土用漏斗减压过滤，留取滤液，减压旋蒸处理滤液，除去二氯甲烷及***(tb＝39.75and 34.6℃)。硅胶柱中用正己烷：乙酸乙酯混合液(体积比10：1)洗脱出产物。再次旋蒸除去溶剂(tb＝70and 77℃)得到白色固体。利用核磁对结构和组成进行分析，结果见图2。
(3)合成聚合物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)，x：y：z＝20：10：13。
向50mL干燥茄形瓶中加入搅拌子、催化剂CuBr2(5.11mg)，然后套上反口橡胶塞并用封口膜封紧，缓慢抽真空-通氩气3次，用注射器加入溶剂苯甲醚(6mL)、单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)(3g)、配体HMTETA(62.23μL)，充分搅拌10min使催化剂配合物形成。用4mL苯甲醚溶解还原剂Sn(Oct)2(74.08μL)后注射至茄形瓶，再搅拌5min，用微量注射器逐滴加入小分子引发剂EBriB(82.55μL)后，转移至70℃油浴反应。待单体转化完全后，加入溶剂苯甲醚(2mL)、单体HBMA(0.91g)、PEGMA(3.53g)、配体HMTETA(8μL)和还原剂Sn(Oct)2(10μL)在65℃下继续反应72h。反应完全后，将茄形瓶冷却至室温。加入大量冷正己烷使聚合物沉淀出来，重复3次，并用四氢呋喃溶解，过中性氧化铝柱(THF作洗脱剂)除去铜盐，旋蒸浓缩后缓慢滴至到十倍量正己烷沉淀，重复溶解-沉淀三次，45℃、35mbar下真空干燥24h，产品为淡黄色固体，其核磁共振氢谱如图3所示。
实施例2
(1)合成单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯(BOHPMA)
向甲基丙烯酸缩水甘油酯(2.85g，0.02mol)无水乙腈(80mL)溶液中添加苯甲酸(3.0g，0.024mol)和四丁基溴化铵(0.35g，1.085mmol)，85℃溶液回流22小时。蒸发溶剂并将粗混合物悬浮在5％K2CO3溶液(50mL)中以除去未反应的苯甲酸。有机相用CH2Cl2(2×50mL)萃取并在无水Na2SO4上干燥后过滤，将溶剂通过旋蒸除去，得到的粗产物过硅胶柱(流动相正己烷-乙酸乙酯7：1，Rf值0.4)，最后旋蒸除去溶剂得到无色油状液体。
(2)合成单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)
在干燥茄形瓶中加入搅拌子、4.85g PCC(22.5mmol)及4.85g硅胶(80-100目)后抽真空充气，注射50mL二氯甲烷溶剂。将茄形瓶置于冰浴中，缓慢滴加2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯的二氯甲烷溶液(4.75g，18mmol，溶于10mL二氯甲烷中)，并在室温下反应16h。加入50mL***，加硅藻土用漏斗减压过滤，留取滤液，减压旋蒸处理滤液，除去二氯甲烷及***(tb＝39.75and 34.6℃)。硅胶柱中用正己烷：乙酸乙酯混合液(体积比10：1)洗脱出产物。再次旋蒸除去溶剂(tb＝70and 77℃)得到白色固体。
(3)合成聚合物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)，x：y：z＝15：10：9。
向50mL干燥茄形瓶中加入搅拌子、催化剂CuBr2(4.54mg)，然后套上反口橡胶塞并用封口膜封紧，缓慢抽真空-通氩气3次，用注射器加入溶剂苯甲醚(6mL)、单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯(BOOPMA)(2g)、配体HMTETA(55.31μL)，充分搅拌10min使催化剂配合物形成。用4mL苯甲醚溶解还原剂Sn(Oct)2(65.85μL)后注射至茄形瓶，再搅拌5min，用微量注射器逐滴加入小分子引发剂EBriB(73.4μL)后，转移至70℃油浴反应。待单体转化完全后，加入溶剂苯甲醚(2mL)、单体HBMA(0.804g)、PEGMA(2.17g)、配体HMTETA(7μL)和还原剂Sn(Oct)2(8μL)在70℃下继续反应72h。反应完全后，将茄形瓶冷却至室温。加入大量冷正己烷使聚合物沉淀出来，重复3次，并用四氢呋喃溶解，过中性氧化铝柱(THF作洗脱剂)除去铜盐，旋蒸浓缩后缓慢滴至到十倍量正己烷沉淀，重复溶解-沉淀三次，45℃、35mbar下真空干燥24h，产品为黄色固体。
实施例3：两亲性酯酶响应嵌段聚合物的临界胶束浓度CMC值
利用荧光探针法测试实施例1制备得到的两亲性酯酶响应嵌段聚合物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)的临界胶束浓度。
(1)配制的芘-丙酮溶液：准确称取121.356mg芘溶于10mL丙酮中，移液至50mL容量瓶中，用丙酮定容，配成浓度为12×10-3mol/L的芘溶液备用。再取1mL 12×10-3mol/L的芘溶液加入200mL丙酮稀释成6×10-5mol/L的芘溶液备用。
(2)样品溶液的配制：称取10mg两亲性嵌段聚合物(实施例1产物PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA))溶于5mL丙酮中，搅拌下准确加入100mL去离子水，搅拌过夜挥发掉丙酮得到0.1mg/mL聚合物母液，将聚合物母液稀释成一系列0.0001～0.1mg/mL的溶液。取18支10mL干净容量瓶，每支加入0.1mL 6×10-5mol/L芘溶液，然后加入上述一系列不同浓度的聚合物溶液配制成测试液，测试液中芘的最终浓度为6×10-7mol/L。
(3)荧光光谱测试：以373nm作为发射波长，测试溶液在300～350nm的激发光谱，以I339.4与I334.6比值对浓度对数作图，曲线突变点对应的浓度即为聚合物的临界胶束浓度，PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)的临界胶束浓度为3.74mg/L，如图4所示。
实施例4
基于两亲性酯酶响应线性聚合物的可逆酰腙键核交联胶束***的制备
采用透析法制备两亲性线性聚合物胶束溶液：称取30mg PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)(实施例1产物)溶于30mL DMSO中，然后将聚合物溶液转移至预先处理的透析袋中(MWCO＝3500)，置于1L PBS缓冲液(20mmol/L，pH 6.5)中，常温下透析24小时，透析过程中前12小时每2小时更换一次PBS缓冲液，后12小时每6小时更换一次PBS缓冲液。透析完毕后，将制备得到的胶束溶液取30mL倒入烧杯中，加入54.64mg催化剂2-氨基-5-甲氧基苯甲酸(使其在胶束溶液中的浓度为10mmol/L)，取小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)溶于去离子水中，配成浓度为50mg/mL的溶液，滴加到胶束溶液中至交联剂/BOOPMA摩尔比为1：2，室温下搅拌24h，再装入透析袋中，用去离子水(pH 7.4)透析12h除去小分子交联剂和催化剂2-氨基-5-甲氧基苯甲酸，每2h换一次水，透析完毕后，用0.45μm滤膜过滤得到可逆酰腙键核交联胶束溶液，将其在-40℃下冷冻干燥，得到棕色固体即为可逆酰腙键核交联胶束。
采用动态光散射测定自组装的非交联胶束粒径及粒径分布，粒径为170.3nm，PDI为0.25(如图5)。取酰腙键交联胶束溶液2mL，用0.45μm的滤头过滤后用ZS90电位粒度仪测得粒径为157.5nm，多分散性为0.17(如图6)。
利用透射电镜(TEM)测定核交联胶束的形貌(如图7)。TEM测定胶束呈球形，粒径约为130nm，Zeta为-5.33mV。
实施例5
基于两亲性酯酶响应线性聚合物的可逆亚胺键核交联胶束***的制备
采用透析法制备两亲性线性聚合物胶束溶液：称取30mg PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)(实施例1产物)溶于30mL DMSO中，然后将聚合物溶液转移至透析袋中，用PBS缓冲液(20mmol/L，pH 8.5)常温下透析24小时除去DMSO，透析过程中前12小时每2小时更换一次PBS缓冲液，后12小时每6小时更换一次PBS缓冲液。透析完毕后，将制备得到的胶束溶液取30mL倒入烧杯中，缓慢加入小分子交联剂1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(EDE)的水溶液(预先调节至pH 8.5，摩尔比：氨基/酮基＝1/2)，室温下搅拌24h，再装入透析袋中，用去离子水(pH 7.4)透析12h除去交联剂，每2h换一次水，透析完毕后，用0.45μm滤膜过滤得到可逆亚胺键核交联胶束溶液，将其在-40℃下冷冻干燥，得到白色固体即为可逆亚胺键核交联胶束。
取亚胺键交联胶束溶液2mL，用0.45μm的滤头过滤后用ZS90电位粒度仪测得粒径为141.3nm，多分散性为0.23(如图8)。
利用透射电镜(TEM)测定亚胺键核交联胶束的形貌(如图9)。TEM测定胶束呈球形，粒径约为110nm，Zeta为-16.64mV。
实施例6
核交联胶束的酯酶响应性
取2mL的酰腙键核交联胶束溶液(1mg/mL，实施例4所得)，加入8mg酯酶，放入37℃的恒温混匀仪中反应，通过动态光散射测定胶束粒径分布情况。结果见图10。
结果表明：核交联胶束在加入酯酶后，5min后粒径分布曲线出现双峰，且12h后粒径超过了1000nm，说明胶束结构被破坏，在酯酶作用下解体，解体后的物质进而发生明显聚集。由此可见，该胶束具有优异的酯酶响应性。
实施例7
基于两亲性酯酶响应线性聚合物的可逆酰腙键核交联载药胶束***的制备
将30mg PBOOPMA-b-P(HBMA-co-PEGMA)(实施例1产物)和10mg喜树碱(CPT)加入到30mL DMSO中，充分搅拌4h使其溶解后转移至透析袋中，用PBS缓冲液(20mmol/L，pH 6.5)透析24小时除去DMSO，透析过程中前12小时每2小时更换一次PBS缓冲液，后12小时每6小时更换一次PBS缓冲液。透析完毕后，取30mL透析袋内的胶束溶液倒入烧杯中，加入54.64mg 2-氨基-5-甲氧基苯甲酸催化剂(使其在胶束溶液中的浓度为10mmol/L)。取小分子交联剂己二酸二酰肼(ADH)溶于去离子水中，配成浓度为50mg/mL的溶液，缓慢滴加到胶束溶液中至交联剂与BOOPMA的摩尔比为1：2，室温下搅拌24h，再装入透析袋中，用去离子水(pH 7.4)透析12h除去小分子交联剂和催化剂，每2h换一次水，最后通过0.45μm滤膜过滤后冻干。通过紫外分光光谱法测定其载药量为5.9％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种酯酶响应的两亲性线性聚合物，其特征在于，结构式如下：
Figure FDA0003948105190000011
其中，x＝15～25；y＝8～10；z＝9～13。
2.权利要求1所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将甲基丙烯酸缩水甘油酯溶于溶剂中，加入苯甲酸和催化剂，80～85℃回流反应16～24h，得到单体2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯；
(2)将氯铬酸吡啶鎓和硅胶加入溶剂中，于冰浴条件下加入2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯，在室温下氧化反应，得到单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯；
(3)将引发剂和催化剂溶于溶剂中，加入步骤(2)的单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯和配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺，混合均匀后加入还原剂，进行加热反应；待单体转化完全后，加入单体甲基丙烯酸2-羟基丁酯和单体甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯继续反应，得到聚合物。
3.根据权利要求2所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯甲酸和催化剂的摩尔比为1：1.2～1.5：0.03～0.06；所述催化剂为四丁基溴化铵；
步骤(2)所述2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯和氯铬酸吡啶鎓的摩尔比为1：1.2～1.5；
步骤(2)所述氯铬酸吡啶鎓和硅胶的质量比为0.8～1：1。
4.根据权利要求2所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述引发剂、催化剂、配体1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、还原剂、3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯和甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯的摩尔比为1：0.04～0.06：0.4～0.6：0.4～0.6：15～25：8～10：9～13；
步骤(3)所述引发剂为2-溴异丁酸乙酯；所述催化剂为溴化铜；所述还原剂为异辛酸亚锡。
5.根据权利要求2所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氧化反应的时间为12～16h；
步骤(3)所述加热反应的温度为65～70℃，单体3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯的反应时间为10～12h；加入单体甲基丙烯酸2-羟基丁酯和单体甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯继续在65～70℃下反应的时间为2～3天。
6.根据权利要求2所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为乙腈和二氯甲烷中的至少一种，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯和溶剂的摩尔体积比为0.2～0.4mmol/mL；
步骤(2)所述溶剂为二氯甲烷；所述2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基苯甲酸酯和溶剂的摩尔体积比为0.25～0.375mmol/mL；
步骤(3)所述溶剂为苯甲醚，所述3-(甲基丙烯酰氧基)-2-氧丙基苯甲酸酯和溶剂的质量体积比为0.2～0.25g/mL。
7.一种酯酶响应的两亲性线性聚合物纳米胶束，其特征在于，由以下方法制得：
将权利要求1所述酯酶响应的两亲性线性聚合物溶于溶剂中，混合均匀后，在磷酸缓冲盐溶液中透析，得到胶束溶液，再加入小分子交联剂己二酸二酰肼和催化剂，或者仅加入小分子交联剂1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，室温搅拌反应，用去离子水透析，过滤，干燥，得到酯酶响应的两亲性线性聚合物可逆共价键交联纳米胶束。
8.根据权利要求7所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物纳米胶束，其特征在于，所述酯酶响应的两亲性线性聚合物中酮基与小分子交联剂己二酸二酰肼或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷的摩尔比为1～2：1；所述催化剂在胶束溶液中的浓度为8～12mmol/L；所述催化剂为2-氨基-5-甲氧基苯甲酸；
所述室温搅拌反应时间为24～36h；当交联剂为己二酸二酰肼时，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝6.5～6.8；当交联剂为1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝8.5～9；
所述溶剂为二甲基亚砜；所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和溶剂的质量体积比为0.5～1mg/mL；
所述在磷酸缓冲盐溶液中透析指将混合均匀的溶液转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在磷酸缓冲盐溶液中透析24～36h；
所述用去离子水透析指将反应产物转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在去离子水中透析12～24h。
9.权利要求1所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物在负载水难溶性药物中的应用，其特征在于，
将权利要求1所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和水难溶性药物一起溶于溶剂中，混合均匀后，在磷酸缓冲盐溶液中透析，得到胶束溶液，再加入小分子交联剂己二酸二酰肼和催化剂，或者仅加入小分子交联剂1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，室温搅拌反应，用去离子水透析，过滤，干燥，得到酯酶响应的两亲性线性聚合物可逆共价键交联纳米胶束。
10.根据权利要求9所述一种酯酶响应的两亲性线性聚合物在负载水难溶性药物中的应用，其特征在于，所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和水难溶性药物的质量比为3～6：1；所述水难溶性药物为喜树碱；
所述酯酶响应的两亲性线性聚合物中酮基与小分子交联剂己二酸二酰肼或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷的摩尔比为1～2：1；所述催化剂在胶束溶液中的浓度为8～12mmol/L；所述催化剂为2-氨基-5-甲氧基苯甲酸；
所述室温搅拌反应时间为24～36h；当交联剂为己二酸二酰肼时，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝6.5～6.8；当交联剂为1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷，所述磷酸缓冲盐溶液的pH＝8.5～9；
所述溶剂为二甲基亚砜；所述酯酶响应的两亲性线性聚合物和溶剂的质量体积比为0.5～1mg/mL；
所述在磷酸缓冲盐溶液中透析指将混合均匀的溶液转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在磷酸缓冲盐溶液中透析24～36h；
所述用去离子水透析指将反应产物转移至截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，然后在去离子水中透析12～24h。
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