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構的方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，特別是涉及一種利用超支化高分子通過改性后自組裝形成類生物膜結構的管狀生物囊泡的制備方法，最終得到的結構具有很好的生物相容性。
背景技術：
超分子自組裝在活性生物系統中起到確保傳輸、形成屏障、模板化和傳遞信號過程的作用，這些都是生物系統得以正常運作的最基本需求。從天然和合成物質中獲得的自組裝納米結構具有很強的吸引力，因為它們能夠模仿生物膜或生物器的結構而具有靶向釋放藥物、蛋白和基因的潛能。脂質體是人工制備的脂質二重層結構，可以模擬生物細胞膜， 它在納米醫學中經常被用作細胞探針或仿生材料。然而，在合成設計過程中，要達到某些特定的性能依然極具挑戰性，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構。現在已經開發出來很多技術，可以制備出聚合物容器、無機容器、無機-有機雜化容器。發明內容
本發明針對現有技術的需求及不足，利用一種生物相容性良好的超支化高分子通過改性后自組裝形成的仿生物膜結構的管狀囊泡結構。該囊泡結構具有更大的表面積，因而有利于化學改性并能提高藥物裝載量。這種結構有很多優點，在作為藥物載體、基因載體和RNA載體等領域均有很高的應用潛能。
為了實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的
一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結構的方法，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，將試管密封后進行加熱；所述溶液中5-己炔酸的質量濃度為0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺類同系物質量濃度為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，環糊精，然后將試管密封后加熱反應，得到CD-PEI 1，然后用丙酮進行沉淀后透析；所述抗壞血酸鈉、五水硫酸銅、環糊精在溶液中的質量濃度分別為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)中的生成物和三環癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL 的二環己基碳二亞胺溶液，加熱到30°C以上后攪拌反應至少10小時，然后將反應混合物過濾，用丙酮沉淀，將得到的產物溶解并冷凍干燥；所述O)中的生成物和三環癸烷胺在溶液中的質量濃度分別為0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二環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，得到類生物膜囊泡結構；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的質量濃度均為 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50 lOOmin。所述步驟(3)加熱到30 80°C攪拌反應12 36小時。所述步驟(4)攪拌時間為12 36小時。本發明所述的環糊精(Cyclodextrin，簡稱⑶)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產生的環糊精葡萄糖基轉移酶作用下生成的一系列環狀低聚糖的總稱，通常含有6 12個D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實際意義的是含有6、7、8個葡萄糖單元的分子，分別稱為α-環糊精、β-環糊精、Y-環糊精。α、β、Y-環糊精分別是6，7，8個 D(+)_吡喃型葡萄糖組成的環狀低聚物，其分子呈上寬下窄、兩端開口、中空的筒狀物，腔內部呈相對疏水性，而所有羥基則在分子外部。環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(如腸康顆粒揮發油的穩定性和生物利用度；減少藥物(如穿心蓮) 的不良氣味或苦味；降低藥物(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。本發明所述環糊精為α-環糊精、β-環糊精、Y-環糊精中的一種或幾種，優選(6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環糊精。本發明所述溶液的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、環己醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種，優選為二甲基甲酰胺。二甲基甲酰胺(DMF)是一種透明液體，能和水及大部分有機溶劑互溶。它是化學反應的常用溶劑。二甲基甲酰胺(DMF)作為重要的化工原料以及性能優良的溶劑，主要應用于聚氨酯、腈綸、醫藥、農藥、染料、電子等行業。二甲基乙酰胺(DMAC)化學性質與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。在無酸、堿存在時，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構的膜厚度為6 lOnm，直徑為35 45nm，長度約為2 4μπι。與已有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明具有很高的新穎性，采用改性后的超支化聚合物進行自組裝，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 值范圍保持性能穩定。這種仿生納米結構材料在生物醫學領用有寬廣的應用前景。下面對本發明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發明的簡易例子，并不代表或限制本發明的權利保護范圍，本發明的權利范圍以權利要求書為準。
具體實施例方式為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下實施例一(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60min。即可得到CD-PEI 1，然后用IOOmL丙酮進行沉淀后再進行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 50g(2)中生成物和0. 61g三環癸烷胺的DMF溶液10mL， 加入7mL 1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺的DMF溶液，反應溶液加熱到60°C攪拌反應M小時，將反應的混合物過濾，用丙酮沉淀后，將得到的產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。實施例二(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50min。即可得到⑶-PEI 1，然后用SOmL丙酮進行沉淀后再進行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. IOg (2)中生成物和0. 8g三環癸烷胺的DMAC溶液8mL，力口入IOmL 1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺的DMAC溶液，反應溶液加熱到30°C攪拌反應36小時，將反應的混合物過濾，用丙酮沉淀后，將得到的產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。實施例三(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lOOmin。即可得到CD-PEI 1，然后用150mL丙酮進行沉淀后再進行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 60g(2)中生成物和0. 40g三環癸烷胺的DMF溶液15mL， 加入5mL 1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺的DMF溶液，反應溶液加熱到80°C攪拌反應12小時，將反應的混合物過濾，用丙酮沉淀后，將得到的產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。實施例四(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80min。即可得到CD-PEI 1，然后用130mL丙酮進行沉淀后再進行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 30g(2)中生成物和0. 55g三環癸烷胺的正丙醇溶液12mL， 加入8mL 1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺的正丙醇溶液，反應溶液加熱到50°C攪拌反應18 小時，將反應的混合物過濾，用丙酮沉淀后，將得到的產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。實施例五(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85min。即可得到⑶-PEI 1，然后用135mL丙酮進行沉淀后再進行透析；(3)制備Ada-Cal 將0. 35g⑵中生成物和0. 54g三環癸烷胺的DMF溶液8mL，加入8mL 1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺的DMF溶液，反應溶液加熱到65°C攪拌反應28小時，將反應的混合物過濾，用丙酮沉淀后，將得到的產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。制備得到的納米管狀囊泡膜厚度大約為8nm，直徑約為40nm，長度約為2 4 μ m。 該囊泡可以在較寬的PH值范圍保持性能穩定。申請人:聲明，所屬技術領域的技術人員在上述實施例的基礎上，將上述實施例某組分的具體含量點值，與發明內容部分的技術方案相組合，從而產生的新的數值范圍，也是本發明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數值范圍。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的制備方法，但本發明并不局限于上述制備方法，即不意味著本發明必須依賴上述制備方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發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，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結構的方法，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，將試管密封后進行加熱；所述溶液中5-己炔酸的質量濃度為0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺類同系物質量濃度為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，環糊精， 然后將試管密封后加熱反應，得到CD-PEI 1，然后用丙酮進行沉淀后透析；所述抗壞血酸鈉、五水硫酸銅、環糊精在溶液中的質量濃度分別為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)中的生成物和三環癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL的二環己基碳二亞胺溶液，加熱到30°C以上后攪拌反應至少10小時，然后將反應混合物過濾， 用丙酮沉淀，將得到的產物溶解并冷凍干燥；所述O)中的生成物和三環癸烷胺在溶液中的質量濃度分別為0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二環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，得到類生物膜囊泡結構；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的質量濃度均為 0.03 0. 3mg/mL。
2.如權利要求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10 60min。
3.如權利要求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 50 lOOmin。
4.如權利要求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12 36小時。
5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)攪拌時間為12 36小時，優選20 M小時。
6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述環糊精為α-環糊精、β-環糊精、Y-環糊精中的一種或幾種，優選(6-疊氮基-6-脫氧基)-b-環糊精。
7.如權利要求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、環己醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種，優選為二甲基甲酰胺。
8.如權利要求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構的膜厚度為6 10nm，直徑為35 45nm，長度約為2 4 μ m。
全文摘要
本發明涉及一種利用改性超支化高分子制備類生物膜囊泡結構的方法，所述方法制得的仿生物膜結構的管狀囊泡結構由一種生物相容性良好的超支化高分子通過改性后自組裝形成。該囊泡結構具有更大的表面積，因而有利于化學改性并能提高藥物裝載量。這種結構有很多優點，在作為藥物載體、基因載體和RNA載體等領域均有很高的應用潛能。
文檔編號A61K48/00GK102504280SQ20111034664
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者許杉杉, 韓志超 申請人:無錫中科光遠生物材料有限公司