一种含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡及其制法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料领域，涉及一种含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]光学生物成像技术具有良好的空间和时间分辨力，是生物医学和分子生物学领域中一个研究热点。基于荧光的光学生物成像技术的发展为生物过程的观察和临床影像提供了一个直接可视化工具;在肿瘤检测、基因表达监控、蛋白质分子检测、药物受体定位、药物筛选和药物疗效评价等方面具有很大的应用潜力。传统的荧光生色团具有灵敏度高、选择性高、可设定多种测定参数以及检测方法多样等优点；但其在聚集状态下荧光减弱甚至不发光，即聚集导致了焚光粹灭(aggregat1n caused quenching，ACQ)，极大限制了其应用范围。2001年，唐本忠教授的研究组发现基于硅杂环戊二烯(Silole)的一系列分子在稀溶液中几乎没有荧光，然而在高浓度或者是聚集态时荧光却很强。他们把这一现象定义为聚集诱导发光现象(aggregat1n-1nduced emiss1n ,AIE)。这一发现为光学生物成像提供了一种新的技术手段；同时，聚集诱导发光(AIE)分子结合到生物分子表面后，体系发光强度随AIE荧光材料浓度升高而增加，这可作为定量生物检测的依据。
[0003]高分子囊泡是由双亲性嵌段共聚物自组装形成的一类具有中空球体结构的高分子聚集体;其球体的外壳膜层由嵌段共聚物构成，内部的亲水空腔可以用于包裹药物。一般来说，高分子囊泡的膜可分为三层:两个亲水层和一个处于内外表面间的疏水层，疏水层由于内外表面的亲水层而保持稳定。高分子囊泡的特异性结构使其在药物控释、蛋白质负载、基因治疗等方面的应用引起了广泛关注。特别是一些小尺寸(200nm左右)的高分子囊泡可以被细胞内吞，而形成高分子囊泡的嵌段共聚物易于被荧光分子标记;故含荧光标记物的高分子囊泡可为细胞成像、高分辨的肿瘤影像诊断、高分子囊泡载药释药过程观测等研究提供了一个直接的可视化工具。这对生命科学的研究和疾病诊断具有重要意义。然而，传统的ACQ荧光分子，在形成高分子囊泡的过程中荧光分子浓度过大时，会发生荧光猝灭现象，因此限制了其应用效果。
【发明内容】
[0004]为了克服传统ACQ荧光分子在浓度过大时会发生荧光猝灭的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡。本发明采用聚集诱导发光(AIE)分子作为荧光染料，AIE分子在高分子囊泡中的浓度越大，荧光强度越强，是一种非常适合生物医学临床应用与标记荧光高分子囊泡的材料。
[0005]本发明的另一目的在于提供上述含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡的制备方法。
[0006]本发明的再一目的在于提供上述含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡的应用。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0008]—种含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡，主要由聚集诱导发光分子和两亲性嵌段共聚物自组装形成。
[0009]所述含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡还包括负载物。
[0010]所述高分子囊泡膜的外层和内层为亲水层，亲水层由两亲性嵌段共聚物中的亲水链段构成，所述外层和内层之间的膜中间层由所述两亲性嵌段共聚物中的疏水链段和聚集诱导发光分子(AIE分子)构成。两亲性嵌段共聚物与AIE分子的重量比为1000: (I?100)。
[0011]所述含有聚集诱导发光分子(AIE分子)的高分子囊泡的粒径尺寸为50nm?20μπι。
[0012]所述两亲性嵌段共聚物为二嵌段共聚物或多嵌段共聚物。
[0013]所述两亲性嵌段共聚物为聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(PEG-PLA)、聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物(PEG-PCL)、聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(PLA-mPEG-PLA)或聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物(PCL-mPEG-PCL)。所述嵌段共聚物是由聚乙二醇与己内酯或丙交酯在催化剂的作用下反应制备得到。
[0014]所述PEG-PCL的制备方法为:将PEG、己内酯和辛酸亚锡(己内酯质量的0.1 % )加入有机溶剂(如:甲苯，二甲苯)中，氩气保护下，于110?160°C恒温搅拌8?48h(优选为于110°(3恒温搅拌48h)(转速为200?800r/min，优选为300r/min)，过量冷乙醚中沉析，抽滤，得PEG-PCL嵌段共聚物;所述PEG与己内酯的摩尔比为1:(0.2?6)。
[0015]所述PEG-PLA的制备方法:称取PEG和丙交酯，PEG与丙交酯的摩尔比为1:(0.2?5);将PEG、丙交酯和辛酸亚锡(用量为丙交酯质量的0.05%)—起加入有机溶剂(如:甲苯，二甲苯)中，氮气氛下于I1?160°C恒温搅拌8?48h(优选为150°C恒温搅拌18h)(转速为200?800r/min，优选为350r/min)，然后过量冷乙醚中沉析，抽滤，得PEG-PLA嵌段共聚物。
[0016]所述PLA-PEG-PLA的制备方法:称取PEG和丙交酯;将PEG、丙交酯和辛酸亚锡(辛酸亚锡的用量为丙交酯质量的0.05%)加入有机溶剂(如:甲苯)中，氮气氛下于110?160°C(优选为140°C)恒温搅拌8?48h(优选为24h)(转速为200?800r/min，优选为350r/min)，然后冷乙醚中沉析，真空干燥后即得PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物;所述PEG与丙交酯的摩尔比为 1:(6 ?8)。
[0017]所述PCL-PEG-PCL的制备方法:将PEG、己内酯以及辛酸亚锡(辛酸亚锡的用量为己内酯质量的0.1%)加入有机溶剂(如:甲苯)中，氮气保护下于110?160°C(优选为140°C)恒温搅拌8?48h(优选为8h)(转速为200?800r/min)，过量冰乙醚沉淀抽滤，即得PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物;所述PEG与己内酯的摩尔比为1:(6?8)。
[0018]所述聚集诱导发光分子为噻咯(Silole)类化合物、多芳基取代乙稀类化合物、四苯基吡嗪(TPP)类化合物、四苯基苯(TPB)类化合物或腈取代二苯乙烯类化合物。所述噻咯类化合物为六苯基噻咯或四苯基噻咯，但限于此;所述多芳基取代乙稀类化合物为四苯基乙烯、二苯乙烯蒽(DSA)、二苯基芴乙烯、四苯基-1，4_丁二烯(ITBD)及三苯乙烯，但不限于此。
[0019]所述负载物为药物、抗体、蛋白、基因片段或生长因子；所述药物优选为阿霉素(DOX);所述抗体优选为帕尼单抗(Vectibix)、T_DM1 (Kadcyla)、抗体immunoglobulin G;所述蛋白优选为小牛血清蛋白(BSA)。
[0020]—种含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡的制备方法，具体步骤为:
[0021]I)高分子溶液的配制:将两亲性嵌段共聚物与聚集诱导发光分子加入有机溶剂中，搅拌溶解，得到高分子溶液；
[0022]2)高分子溶液的处理:去除高分子溶液中的有机溶剂，并加入水或PBS缓冲溶液，得到含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡;或在去除高分子溶液中的有机溶剂后，加入负载物与水或PBS缓冲溶液，得到负载有负载物的含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡。
[0023]步骤2)中所述高分子溶液的处理，具体方法为:将步骤I)的高分子溶液进行干燥，得到复合薄膜;将水或PBS缓冲溶液加入装有复合薄膜的装置中，搅拌，得到含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡;或将负载物与水或PBS缓冲溶液一并加入装有复合薄膜的装置中，搅拌，得到负载有负载物的含有聚集诱导发光分子的高分子囊泡。
[0024]所述干燥的具体条件为:干燥温度为35?75°C，干燥时间为2?6h;所述搅拌时间都为5?50h、搅拌转速都为100?700r/min。
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