光致变色单体、其制备方法、两亲性聚合物、其制备方法与囊泡及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及细胞技术领域,尤其涉及光致变色单体、其制备方法、两亲性聚合物、 其制备方法与囊泡及其应用。
【背景技术】
[0002] 细胞是构成生命的基本单元。细胞是由细胞膜和其内部包裹的各种细胞器和细胞 质基质组成。细胞需要生长分化,细胞之间也需要完成各种信号的传导交流,各细胞相互协 调共同完成某个复杂的生命过程,而所有这些都需要细胞膜的内外发生可控的物质传输。 众所周知,细胞膜是由疏水的烷基链与极性亲水的头部构成的磷脂分子组装形成,且疏水 的烷基链相互堆砌形成疏水双层膜,所以膜内外的水溶性物质并不能自由通过细胞膜。为 了实现细胞膜内外物质的有效传输,生物进化出了一套有效的物质传输机制,即在不可通 透的细胞膜上嵌入了各种通道结构,通常是由各种拓扑结构的通道蛋白组成。这样,细胞就 不但保证了细胞内部相对独立的功能空间,又确保了细胞内外的物质-信号传输。
[0003] 探索生物系统的结构和功能会激发和指引科学家们发展各种人工自组装纳米结 构,其中以脂质体囊泡和聚合物囊泡为最典型实例。这两种囊泡都有一个由疏水双层膜包 裹形成的亲水内腔,被越来越多的用来构筑药物传输纳米载体、纳米反应器和人工细胞器 等。显然,所有的这些应用都与物质在囊泡内外的有效交换密切相关,即囊泡的渗透性性能 至关重要。然而,与脂质体囊泡相比,结构更稳定的聚合物囊泡却面临着严重的膜渗透性问 题,如有机小分子物质、离子甚至水都很难渗透。
[0004] 目前,提高聚合物囊泡的渗透性的方法,主要包括:把通道蛋白合并到双层膜中; 引入刺激敏感的聚合物(如PH、C02、葡萄糖响应的聚合物);带相反电荷的聚合物共同组 装;螺旋的棒状-嵌-柔性链聚合物的自组装以及囊泡膜的后改性法。上述方法要么需要外 加一些化学物质,具有复杂的制造过程,要么不能对渗透性进行很好的调控;更重要的是, 这些方法通常都面临降低囊泡稳定性甚至破坏囊泡结构的风险。为此,申请人曾经报道了 一种可以同时提高囊泡稳定与渗透性的新方法,即通过在聚合物囊泡双层膜内原位发生光 解反应,释放可以发生酰胺化反应的极性亲水的伯胺基团,从而在提高膜的渗透性的同时 使膜内发生化学交联反应,囊泡稳定性得以保持。但上述方法由于光解发应不可逆,导致囊 泡渗透性只能从低渗透到高渗透转变,并不能反过来进一步调控。由此,本申请提供了一种 可逆调控囊泡渗透性并维持结构稳定性的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种囊泡,其可实现渗透性可逆调控并结构保持 稳定性。
[0006] 有鉴于此,本申请提供了一种具有式(I)结构的光致变色单体,
[0007]
[0008] 其中,R为具有式(II)结构的光致变色基团;
[0009] 札为Η或MeO;
[0010] r2Sno2Scn;
[0011] R3为Η 或 CH3;
[0012] η为 1 ~11〇
[0013] 优选的,所述札为札1?2为勵2,R3为Η,η为1。
[0014] 本申请还提供了上述方案所述的光致变色单体的制备方法,包括以下步骤:
[0015] 将具有式(III)结构的化合物与具有式(IV)结构的化合物在催化剂的作用下在 溶剂中反应,得到光致变色单体;
[0016]
[0017] 其中,R$H或MeO;
[0018] r2Sno2Scn;
[0019] R3为Η 或 CH3;
[0020] η为 1 ~11。
[0021] 本申请还提供了一种具有式(V)或式(VI)结构的两亲性聚合物,
[0022]
[0023;
[0024] 式(V)中,札为11 或MeO;
[0025] 私为NO2或CN;
[0026] R3为Η或CH3;
[0027] m为 7 ~250;x为 12 ~150;n为 1 ~11 ;
[0028] 式(VI)中,R$H或MeO;
[0029] 私为NO2或CN;
[0030] R5为OH、NHCH(CH3) 2、0CH2CH2P04CH2CH2N(CH3) 3或N(CH3) 2;
[0031] 心为!1 或CH3;
[0032] R3为Η或CH3;
[0033] m为 7 ~250;x为 12 ~150;n为 1 ~11。
[0034] 本申请还提供了一种具有式(V)结构的两性聚合物的制备方法,包括:
[0035] 将具有式(I)结构的光致变色单体、链转移剂与引发剂在溶剂中反应,得到具有 式(V)结构的两性聚合物;
[0036] 所述链转移剂为端基修饰了三硫代酯基团的亲水性聚合物;
[0037]
[0038]
[0039] 式(I)中,R为具有式(II)结构的光致变色基团;
[0040] 札为Η或MeO;
[0041] r2Sno2Scn;
[0042] R3为Η或CH3;
[0043] η为 1 ~11;
[0044] 式(V)中,札为11 或MeO;
[0045] 私为NO2或CN;
[0046] 私为!1或013;
[0047] m为 7 ~250;x为 12 ~150;n为 1 ~11。
[0048] 优选的,所述链转移剂为端基修饰了三硫代酯基团的聚乙二醇、聚丙烯酸、聚 (N-异丙基丙烯酰胺)、聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)或聚(N,N-二甲氨基丙烯酰 胺)。
[0049] 本申请还提供了一种具有式(VI)结构的两性聚合物的制备方法,包括:
[0050] 将具有式(W)结构的亲水单体、链转移剂和引发剂在溶剂中反应,得到含有亲水 链段的聚合物;
[0051] 将所述含有亲水链段的聚合物、具有式(I)结构的光致变色单体和引发剂在溶 剂中反应,得到具有式(VI)结构的两性聚合物;
[0052] 所述链转移剂为含三硫代酯基团的小分子;
[0053]
[0054] 式(I)中,R为具有式(II)结构的光致变色基团;
[0055] 札为Η或MeO;
[0056] 私为NO2或CN;
[0057] R3为Η或CH3;
[0058] η为 1 ~11;
[0059] 式(VI)中,R$H或MeO;
[0060] 私为NO2或CN;
[0061] R3为Η或CH3;
[0062] 心为!1或013;
[0063] R5为OH、NHCH(CH3) 2、0CH2CH2P04CH2CH2N(CH3) 3或N(CH3) 2;
[0064] m为 7 ~250;x为 12 ~150;n为 1 ~11 ;
[0065] 式(W)中,R4为Η或CH3,R5 为 0H、NHCH(CH3)2、0CH2CH2P04CH2CH2N(CH3)3 或N(CH3)2。
[0066] 本申请还提供了一种囊泡的制备方法,包括:
[0067] 将上述方案所述的或上述方案所述的制备方法所制备的聚合物采用共溶剂-加 水法、乳化法或微流通道法制备,得到囊泡。
[0068] 本申请还提供了上述方案所述的制备方法所制备的囊泡。
[0069] 本申请还提供了上述方案所述的制备方法所制备的或上述方案所述的囊泡在药 物负载的可控释放与纳米反应器的调控中的应用。
[0070] 本申请提供了一种两亲性聚合物,其含有的疏水链段含有可在外界波长选择性的 光照刺激作用下发生可逆开环-闭环的