一种阳离子型壳聚糖仿生衍生物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医用高分子材料技术领域，具体设及一种阳离子型壳聚糖仿生衍 生物及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着基因及蛋白质组学的发展，通过DNA重组技术，可W针对癌症、糖尿病、艾滋 病、多发性硬化症、贫血、屯、力衰竭及一些罕见的疾病，开发多肤、蛋白质、疫苗和单克隆抗 体等蛋白质药物，发挥预防和治疗作用。一方面，大分子蛋白质药物具有与体内正常生理物 质接化顺应性好，易被机体吸收，药理活性高、针对性强、毒性低、不蓄积中毒等突出特点， 使得蛋白质药物成为治愈人类众多疾病中最不可或缺的一部分。另一方面，蛋白质药物也 存在稳定性差、体内酶降解、血液半衰期短、难W穿透细胞膜等缺点，极大地限制了其临床 应用。
[0003] 为了提高蛋白质药物的治疗效果，研究人员开发了一系列蛋白质药物载体技 术。特别是利用聚氨基酸、葡聚糖、壳聚糖，及它们的衍生物等水溶性可降解高分子作 为蛋白质药物载体，通过静电作用、疏水作用等与蛋白质药物自组装形成纳米复合物， W改善蛋白质药物的稳定性，延长其血液半衰期，促进其通过生物屏障吸收，增强其生 物利用度[S.S曰Im曰so,P.C曰liceti,Selfassemblingη曰nocompositesforprotein delivery:Supramolecularinteractionsofsolublepolymerswithproteindrugs. Int.J.化armaceut. 2013, 440, 111-123]。其中，阳离子型高分子载体有利于实现蛋白质药 物的入胞输送，但仍然存在种种不足，如毒性较大、入胞效率不高、影响蛋白质活性等。因 此，开发安全性更好，性能更佳的阳离子型高分子基蛋白质药物载体势在必行。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种阳离子型壳聚 糖仿生衍生物。该衍生物可与蛋白质药物自组装形成纳米复合系统，表现出良好的生物相 容性和入胞效率，且可维持蛋白质活性。 阳〇化]本发明的另一目的在于提供所述阳离子型壳聚糖仿生衍生物的应用。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0007] 本发明所述的阳离子型壳聚糖仿生衍生物为乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖 盐酸盐，其分子结构如式I所示：
[0008]
[0009] 其中，x/n= 0~0. 2,即壳聚糖的脱乙酷度为80%~100% ;y/n= 0. 3~0. 75， 即憐酸二胆碱基团的取代度优选为30%~75% ;z/n= 0. 05~0. 3,即乙酷组氨酸的取代 度优选为5%~30% ;n为结构式中重复单元数。
[0010] 所述的乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的制备方法，包括如下步骤：
[0011] (1)将壳聚糖改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)溶于反应介质；加入 双取代胆碱麟酸醋，其中6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)中的氨基与麟酸醋的摩尔比为 1: (2~10)，0~40°C揽拌反应4~2地；旋干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌0. 5~化；旋干甲 酸，用生理盐水和去离子水透析，冷冻干燥，得到憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐；
[0012] (2)取乙酷基组氨酸溶于有机溶剂，旋蒸除去微量水，加入N，N-幾基二咪挫 (CDI)，室溫揽拌反应2~12h，旋蒸除去有机溶剂，再加入步骤（1)制备的憐酸二胆碱化 壳聚糖盐酸盐的水溶液，室溫揽拌反应2~1化后去离子水透析，冷冻干燥，得到乙酷组氨 酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐化IS-PdC-Cs)。
[001引步骤（1)中所述的壳聚糖改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)按照文献J.Nishmura, 0.Kohgo,Κ.Kurita,Macromolecules24 (1991)
[0014] 4745-4748."中的制备方法制备得到；
[0015] 步骤（1)中所述的反应介质优选为二甲基乙酷胺、Ξ乙胺和四氯化碳的混合溶 液；其中每lOOmL二甲基乙酷胺中含有1~lOg的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖，优选为含有 1~2g;其中Ξ乙胺、四氯化碳与6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖的氨基摩尔比例优选为6:4 : 1 ;
[0016] 步骤（1)中所述的6-0-S苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)中的氨基与麟酸醋的摩尔比 优选为1: (4~8);
[0017] 步骤（1)中所述的揽拌反应的条件优选为0~40°c揽拌反应10~12h;
[00化]步骤（1)中所述的室溫揽拌的时间优选为2~化；
[0019] 步骤（1)中所述的双取代胆碱麟酸醋由氯化胆碱和对苯氧基麟酸醋按摩尔比2 :1 在二甲亚讽/化晚混合溶剂中反应2小时制得；
[0020] 步骤（2)中所述的乙酷基组氨酸与N，N-幾基二咪挫（CDI)的摩尔比优选为1 : (1~10);更优选为1:(2~8); 阳02U 步骤似中所述的有机溶剂优选为二甲基亚讽（DMS0);
[0022] 步骤（2)中所述的室溫揽拌反应的时间优选为4~12h;
[0023] 步骤（2)中所述的憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的水溶液的浓度优选为0. 1~ lOmg/mL;更优选为 1 ~lOmg/mL;
[0024] 步骤（2)中所述的室溫揽拌反应后去离子水透析中室溫揽拌反应的时间优选为 4~1化。
[00巧]所述的阳离子型壳聚糖仿生衍生物在作为蛋白质药物纳米载体中的应用；尤其是 在构建蛋白质药物纳米系统，实现蛋白质药物高效化利用中的应用。
[0026] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0027] (1)本发明提供的阳离子型壳聚糖仿生衍生物含有：①具有局域分枝双正电荷结 构的憐酸二胆碱基团（PdC)，可兼顾改善水溶性、细胞毒性和血液相容性，且有利于保持蛋 白质构象；②具有抑敏感性的乙酷组氨酸基团，可促进载体系统胞内溶酶体逃逸，协同PdC 提高蛋白质药物的胞内传输效率。
[0028] (2)本发明提供的阳离子型壳聚糖仿生衍生物，可与蛋白质药物在溫和条件下经 简单工艺自组装形成纳米复合物系统，用于蛋白质药物输送。
【附图说明】
[0029] 图1是实施例1制备的乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的电NMR谱图。
[0030] 图2是实施例6制备所得乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐/牛血清白蛋 白纳米复合物粒子的透射电镜照片。
[0031] 图3是实施例6制备所得乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐/牛血清白蛋 白纳米复合物粒子的蛋白质释放行为曲线。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例及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。
[0033] 实施例1乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的合成
[0034] 1、取200mg由壳聚糖（x/n= 0)改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr) 溶于10血无水二甲基乙酷胺，同时加入0. 42血的Ξ乙胺和0. 19血的四氯化碳；缓慢加入 0. 76g双取代胆碱麟酸醋，其中CsTr中的氨基与麟酸醋的摩尔比为1 :4,揽拌反应10小时； 旋干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌2小时；旋干甲酸，用生理盐水和去离子水透析，冷冻干燥， 得到憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐。
[0035] 2、取520mg(2.6mmol)乙酷基组氨酸溶于20血无水DMS0,旋蒸除去微量水，加入 1. 62g(lOmmoUN，N-幾基二咪挫仰I)，室溫揽拌反应也旋蒸除去DMS0,再加入溶于10血 去离子水的lOOmg步骤1制备的憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐，室溫揽拌反应4h后去离子水 透析，冷冻干燥得到乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐化IS-PdC-Cs)，其中乙酷组 氨酸的取代度为8%，憐酸二胆碱基团的取代度为30 %，核磁氨谱如图1所示。
[0036] 实施例2乙酷组氨酸-憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的合成
[0037]1、取500mg由壳聚糖（x/n= 0. 2)改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr) 溶于40血无水二甲基乙酷胺，同时加入1. 05血的Ξ乙胺和0. 49血的四氯化碳；缓慢加入 2. 3g双取代胆碱麟酸醋，其中CsTr中的氨基与麟酸醋的摩尔比为1 :6,揽拌反应12小时； 旋干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌3小时；旋干甲酸，用生理盐水和去离子水透