端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体及其制备和应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体及其制备和应用，属于药 物载体制备领域。
【背景技术】
[0002] 如今，在癌症的诊断与治疗中主动靶向药物载体已成为一种不可或缺的重要手 段，主动靶向性是指将对细胞表面的受体、抗体或特定基因片段具有靶向作用的配体结合 到载体表面，使药物载体能够准确与细胞表面靶标作用，将药物递送到细胞中实现靶向治 疗。常用的配体有抗体、多肽、糖基和叶酸等。配体靶向的难点是在修饰过程中如何保持配 体的活性，且配体的价格一般都比较昂贵，因此探索新的靶向机制是纳米药物研究的新方 向。近年来，国内外许多课题组利用细胞表面带有大量负电荷和羧基酰胺键易去离子水 解这一特性，制备了电荷翻转型药物载体，实现了对细胞的正电荷靶向。但是，已报道的电 荷翻转的速度和程度受羧基酰胺键的去离子水解速度和程度制约，并且用于该类纳米粒 的聚合物的制备过程较繁琐。因此，探索一种新的电荷翻转机理实现药物载体的主动靶向 作用就变的十分迫切。
[0003] 硫化氢(hydrogen sulf ide，H2S)是人们发现的继一氧化碳和一氧化氮之后的第 三种气体信号分子。研究发现在生物体内有内源性硫化氢的生成，大量的实验证实硫化氢 参与血管平滑肌细胞、血管内皮细胞、心肌细胞、神经细胞等近二十种细胞的增殖和凋亡， 从而参与机体心血管、神经、内分泌、消化等众多系统的生理及病理生理调节。硫化氢对于 机体各系统细胞增殖的调节多表现为抑制增殖。近年来研究发现，肿瘤细胞也能产生大量 的硫化氢，并且肿瘤细胞依赖其生存生长。利用荧光分子检测肿瘤细胞中硫化氢，进而将其 用于癌症的诊断是现在荧光探针领域研究的热点。虽然肿瘤细胞产生的硫化氢的检测和正 电荷靶向纳米粒已有广泛的研究，然而利用叠氮基硫化氢荧光探针来改性载药纳米粒，实 现载药纳米粒表面电荷的翻转，从而达到对肿瘤细胞的正电荷靶向的研究还未见有报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种兼具硫化氢检测和正电荷靶向功能的端基被硫化氢 荧光探针修饰的药物载体。
[0005] 技术方案 一种端基被荧光硫化氢探针修饰的药物载体，是指端基被含有叠氮基的硫化氢荧光探 针修饰的聚甲基丙烯酸羟乙酯-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物。
[0006] 所述聚甲基丙烯酸羟乙酯-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物是指聚甲基丙烯酸甲酯 (PHEMA)和聚甲基丙烯酸羟乙酯(PMMA)的嵌段共聚物;其结构式为：
简称为 PHEMA-PMMA。
[0007] 本发明通过研究实验发现，虽然m、n取任意整数时相应的端基被荧光硫化氢探针 修饰的药物载体均能实现兼具硫化氢检测和正电荷靶向功能。但是，m、n的取值会对其与树 脂类抗肿瘤药物作用自组装成的纳米药物共运转体的稳定性产生影响;进而影响检查效果 和靶向功能。当m=35-45(整数）、n=35-45(整数)时的端基被荧光硫化氢探针修饰的药物载 体自组装成的纳米药物共运转体的稳定性好;而m=40、n=40时的端基被焚光硫化氢探针修 饰的药物载体自组装成的纳米药物共运转体的稳定性更好。
[0008] 本发明提供了端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体的其中一种具体结构，结构 式如下：
[0009] 本发明的药物载体与树脂类抗肿瘤药物(抗癌药物)作用，自组装成纳米药物共运 转体。纳米药物共运转体含有叠氮基的硫化氢荧光探针在该纳米药物共运转体的表面，使 得纳米药物共运转体表面带有负电荷。到达肿瘤部位后，荧光探针中的叠氮基被肿瘤细胞 产生的硫化氢还原成胺基，紫外灯下可以观察到荧光颜色的变化，实现了对硫化氢的选择 性快速检测；同时，胺基使纳米药物共运转体表面的电荷发生翻转，而带有大量正电荷。纳 米药物共运转体表面电荷发生翻转后，纳米药物共运转体表面的正电荷与肿瘤细胞表面的 负电荷产生正电吸引作用，借助该正电荷主动靶向作用，纳米药物共运转体上的抗癌药物 被快速的转运至肿瘤细胞中；从而实现靶向给药。故而，本发明的纳米药物共运转体能同时 实现肿瘤组织硫化氢检测与靶向治疗，在肿瘤的检测与治疗领域具有广阔的应用前景。 [0010]本发明的端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体的制备:包括以下步骤： 第一、引发剂1和甲基丙烯酸羟乙酯，以五甲基二乙烯三胺和溴化亚铜为催化剂，在惰 性气体，如氮气、氩气等保护、密闭条件下反应，得引发剂2; 第二、引发剂2和甲基丙烯酸甲酯，以五甲基二乙烯三胺和溴化亚铜为催化剂，在惰性 气体，如氮气、氩气等保护、密闭条件下反应，得聚合物3; 第三、聚合物3和叠氮化钠在45°C下避光反应，即得端基被硫化氢荧光探针修饰的聚合 物4; 所述引发剂1与端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体中的硫化氢荧光探针相比，其 结构存在以下区别:漠基被置氣基替代。
[0011] 上述制备方法，步骤1-3均采用二甲基甲酰胺作为溶剂。
[0012] 上述制备方法，步骤1反应结束后，去除反应液中的铜离子后浓缩，然后在乙醚中 沉淀;所得沉淀为引发剂2。
[0013] 上述制备方法，步骤2反应结束后，去除反应液中的铜离子后浓缩，然后在乙醚中 沉淀;所得沉淀为聚合物3。
[0014] 上述制备方法，步骤3反应结束后，反应液过滤后，将滤液在乙醚中沉淀，所得沉淀 为聚合物4。
[0015]上述制备方法，当所用引发剂1的结构为
；所得聚合物4即为NA- PHEMA-PMM; 上述引发剂1的制备方法:4_溴-N-羟乙基-1，8-萘酰亚胺溶于二甲基甲酰胺，冷却至0 °C，滴加溴异丁酰溴，紫外灯下TCL检测4-溴-N-羟乙基-1，8-萘酰亚胺点完全消失后，停止 反应。将反应液在去离子水中沉淀;将沉淀用二氯甲烷溶解，用去离子水萃洗，无去离子水 硫酸钠干燥，旋干，并用硅胶柱进行分离，得到引发剂1。
[0016]上述制备方法，步骤1的具体操作：引发剂1，甲基丙烯酸羟乙酯，五甲基二乙烯三 胺溶于二甲基甲酰胺，室温下采用氮气鼓泡法除氧30min，在氮气保护下加入溴化亚铜，再 通氮气15min后，密闭、室温下反应6h后将反应液暴露在空气中终止反应;反应液过中性三 氧化二铝柱除去铜离子后浓缩，在乙醚中沉淀;所得沉淀物用无水乙醇溶解后在乙醚中反 复溶沉3次，真空干燥2天，得到引发剂2。
[0017]上述制备方法，步骤2的具体操作：引发剂2,甲基丙烯酸甲酯，五甲基二乙烯三胺 溶于二甲基甲酰胺，室温下采用氮气鼓泡法除氧30min，在氮气保护下加入溴化亚铜，再通 氮气15min后，密闭、室温下反应6h后将反应液暴露在空气中终止反应;反应液过中性三氧 化二铝柱除去铜离子后浓缩，在乙醚中沉淀;所得沉淀物用无水乙醇溶解后在乙醚中反复 溶沉3次，真空干燥2天，得到聚合物3。
[0018] 上述制备方法，步骤3的具体操作:聚合物3和叠氮化钠溶于二甲基甲酰胺，45°C下 避光反应24h;反应液过滤后在乙醚中沉淀，反复溶沉3次，真空干燥24h得到聚合物4。
[0019] 所得聚合物4即为本发明的端基被硫化氢荧光探针修饰的药物载体。
[0020] 以NA-PHEMA-PMM为例，本发明端基被荧光硫化氢探针修饰的药物载体的制备路线 如下：
其中，化合物1为引发剂I，化合物2为引发剂2，化合物3为聚合物3，化合物4为NA-PHEMA-PMM。
[0021] 本发明的药物载体可以用于任意一种树脂类抗肿瘤药物(抗癌药物)的靶向给药。
[0022] 本发明提供了一种端基被荧光硫化氢探针修饰的药物载体载树脂类抗肿瘤药物 的纳米药物共转运体。
[0023] 其制备方法为： 抗肿瘤药物盐酸盐和三乙胺溶于二甲基甲酰胺，然后向其中滴加与二甲基甲酰胺等体 积的去离子水，再将其转入透析袋，在去离子水中透析24h，除去未被包载的抗肿瘤药物，透 析袋中产物即为