一种超声及pH双重响应的多肽纳米药物及其制备方法和应用与流程

本发明属于生物医药，涉及一种超声及ph双重响应的多肽纳米药物及其制备方法和应用，具体涉及一种超声及ph双重响应的多肽纳米药物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术：

1、癌症是导致人类死亡的第二大疾病，目前新型纳米材料的迅速发展为恶性肿瘤的诊疗带来了新的曙光。纳米粒子除了可以作为其他活性物质的优良载体，纳米粒子的尺寸，组成，表面性质都可以被定制。这种结构的多样性赋予了其功能的多样性和独特的活体适应性。目前的癌症纳米药物只能减轻副作用，但未能做到增强抗癌药物的疗效。下一代癌症纳米药物的合理设计应以增强其治疗作用为目标功效说明。

2、纳米药物在体内主要通过五个过程的级联过程，分别是血液循环，肿瘤富集，组织渗透，细胞内化，药物作用，理想纳米药物递送系统应具有：(1)血液循环时间长；(2)肿瘤中高蓄积；(3)深层渗透；(4)高效内化；(5)控制胞内药物释放。为了提高纳米药物的递送效率，研究人员提出了3s策略。如下表所示：

3、

4、通过3s的要求，可以看到整个递送系统要求纳米粒子都是稳定的。在表面电荷要求部分：血液循环和组织渗透阶段，要求纳米粒子带负电荷，而细胞内化阶段，要求纳米粒子是正电荷。对纳米粒子尺寸部分：在血液循环阶段，要求纳米粒子是50～100nm，在组织渗透阶段，要求纳米粒子是10～30nm，在细胞内化阶段，要求纳米粒子是50～100nm。

5、每个递送阶段对纳米粒子的表面电荷和尺寸要求不一样。为了提高纳米药物的递送效率，设计满足各个阶段要求的纳米粒子是需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超声及ph双重响应的多肽纳米药物及其制备方法和应用，具体提供一种超声及ph双重响应的多肽纳米药物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种超声及ph双重响应的多肽纳米药物，所述多肽纳米药物包括：β-硫代酸酯聚合物，以及修饰于其上的声动力响应单元和ph响应治疗单元；所述β-硫代酸酯聚合物由聚乙二醇二丙烯酸酯与二硫苏糖醇进行共聚得到。

4、所述多肽纳米药物的化学结构式如下所示：

5、

6、其中r选自声动力响应单元r2或者ph响应治疗单元r1，m选自1-9中的任一整数，n选自10-20中的任一整数。

7、本发明所涉及的产品是一种多级响应聚合物-多肽纳米药物，通过超声和ph调控实现尺寸和电荷的转变，在体内程序性组装，对纳米药物实现高效递送，进而提高纳米药物的抑瘤效果。其中β-硫代酸酯聚合物是高分子聚合物，含有硫醚键，具有超分子自组装功能，在超声照射下，声动力响应单元可以产生ros，其产生的ros可以将β-硫代酸酯聚合物中的硫醚氧化成亚砜，使纳米药物的亲水性增强，纳米药物解散成单分子，纳米单分子相对于纳米球能够更好的渗透到肿瘤部位。当其渗透到肿瘤深处之后，ph响应基团在肿瘤微酸环境下水解，纳米材料亲水性降低，单分子变成纳米球，这时治疗单元暴露在外面，当纳米球胞吞进入细胞之后，治疗单元发挥抗瘤功效。

8、本发明提供的多肽纳米药物在体外是尺寸为100nm左右的纳米球，超声作用之后是10nm左右的单分子，在微酸环境之下形变成100nm左右的纳米球，在尺寸上满足了研究人员提出的纳米尺寸由大变小再变大的需求。并且纳米球最开始在体外呈现负电荷，在体内呈负电荷循环，到达肿瘤部位的时候是负电荷，当超声形变成单分子的时候为负电荷，更好的渗透到肿瘤部位之后，酸响应基团水解，形成纳米球，氨基暴露在外面，纳米球变成正电荷，能够更好的胞吞入细胞。在电荷上满足了理想纳米药物从负电荷变成正电荷的需求。

9、本发明满足理想纳米药物递送系统需求，在体内能够程序性组装，体现纳米药物的智能化，为纳米药物治疗肿瘤提供一个新的策略。

10、优选地，所述声动力响应单元包括半胱氨酸-四(4-羧基苯基)卟吩(tcpp)，即前述r2包括半胱氨酸-四(4-羧基苯基)卟吩(tcpp)。

11、优选地，所述ph响应治疗单元包括线粒体毒性肽kfxakfxakkfxakfxak以及连接于氨基酸k侧链氨基上的顺式乌头酸酐(caa)，其中fx表示六氢化-l-苯丙氨酸。即前述r1包括kfxakfxakkfxakfxak以及连接于氨基酸k侧链氨基上的顺式乌头酸酐(caa)。

12、线粒体毒性肽kfxakfxakkfxakfxak能够靶向线粒体，因为线粒体是细胞能量供给中心，线粒体被扰乱，引起肿瘤细胞凋亡。

13、优选地，所述声动力响应单元和/或ph响应治疗单元还修饰有连接肽。

14、优选地，所述连接肽包括cggg。

15、优选地，所述声动力响应单元与ph响应治疗单元的摩尔比为1:(2-6)，例如1:2、1:3、1:4、1:5、1:6等。

16、优选地，所述聚乙二醇二丙烯酸酯与二硫苏糖醇的摩尔比为1:2-2:1，例如1:2、2:3、1:1、3:2、2:1等。

17、优选地，所述聚乙二醇二丙烯酸酯包括数均分子量为600-1000da(例如600da、700da、800da、900da、1000da等)的聚乙二醇二丙烯酸酯和数均分子量为200-500da(例如200da、250da、300da、400da、500da等)的聚乙二醇二丙烯酸酯的组合。

18、优选地，所述数均分子量为600-1000da的聚乙二醇二丙烯酸酯与数均分子量为200-500da的聚乙二醇二丙烯酸酯的摩尔比为(1-5):1，例如1:1、2:3、2:1、3:1、7:2、4:1、9:2、5:1等。

19、为了满足多肽纳米药物的亲疏水性，进而保障其在体内的程序性组装过程，我们选择数均分子量为600-1000da的聚乙二醇二丙烯酸酯与数均分子量为200-500da的聚乙二醇二丙烯酸酯以(1-5):1的摩尔比进行组合，能够获得更好的技术效果。

20、第二方面，本发明提供根据第一方面所述的超声及ph双重响应的多肽纳米药物的制备方法，所述制备方法包括：

21、(1)使用迈克尔加成反应合成聚乙二醇二丙烯酸酯与二硫苏糖醇的共聚物，得到β-硫代酸酯聚合物；

22、(2)将得到的β-硫代酸酯聚合物进行丙烯酰化修饰，得到丙烯酰化修饰的β-硫代酸酯聚合物；

23、(3)将丙烯酰化修饰的β-硫代酸酯聚合物与声动力响应单元和ph响应治疗单元混合反应，合成所述超声及ph双重响应的多肽纳米药物。

24、优选地，所述声动力响应单元和ph响应治疗单元采用多肽固相合成法制备得到。

25、多肽固相合成法是从多肽链的c端向n端方向合成，采用fmoc保护n端的氨基酸，通过kaiser test检测法检测是否有伯氨基的存在，在伯氨基裸露的情况下，1.5ml离心管中含有检测试剂的树脂的颜色为深紫色；在fmoc保护氨基的存在情况下，则树脂为无色。其中kaiser text检测法含有三种试剂分别命名为a、b、c，三种试剂的配方如下：

26、a：0.5g的茚三酮溶于10ml无水乙醇；

27、b：20g苯酚溶于5ml无水乙醇；

28、c：0.1g抗坏血酸溶于5ml无水乙醇。

29、优选地，步骤(1)所述反应在无氧避光环境下40-60℃(例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等)温度下进行40-60h(例如40h、45h、50h、55h、60h等)。

30、并且为了使β-硫代酸酯聚合物与声动力响应单元和ph响应治疗单元更好的相连，将β-硫代酸酯聚合物进行丙烯酰化修饰。

31、优选地，步骤(2)所述丙烯酰化修饰的方法为：将β-硫代酸酯聚合物与三乙胺混合后冷却至0-4℃(例如0℃、1℃、2℃、3℃、4℃等)，之后滴加丙烯酰氯，于15-35℃(例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等)下反应10-20h(例如10h、13h、14h、16h、18h、20h等)。

32、优选地，步骤(3)所述反应在无氧避光环境下40-60℃(例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等)温度下进行40-60h(例如40h、45h、50h、55h、60h等)。

33、本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

34、第三方面，本发明提供根据第一方面所述的超声及ph双重响应的多肽纳米药物在制备抗肿瘤药物中的应用。

35、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

36、本发明所涉及的产品是一种多级响应聚合物-多肽纳米药物，通过超声和ph调控实现尺寸和电荷的转变，在体内程序性组装，对纳米药物实现高效递送，进而提高纳米药物的抑瘤效果。其中β-硫代酸酯聚合物是高分子聚合物，含有硫醚键，具有超分子自组装功能，在超声照射下，声动力响应单元可以产生ros，其产生的ros可以将β-硫代酸酯聚合物中的硫醚氧化成亚砜，使纳米药物的亲水性增强，纳米药物解散成单分子，纳米单分子相对于纳米球能够更好的渗透到肿瘤部位。当其渗透到肿瘤深处之后，ph响应基团在肿瘤微酸环境下水解，纳米材料亲水性降低，单分子变成纳米球，这时治疗单元暴露在外面，当纳米球胞吞进入细胞之后，治疗单元发挥抗瘤功效。

37、本发明提供的多肽纳米药物满足理想纳米药物的递送系统对纳米药物在各个阶段的需求，可以高效的递送的肿瘤部位，提高纳米药物递送效率，并且精准的作用亚细胞器，精准地杀死肿瘤细胞。对纳米药物在体内递送提供一种新的治疗策略。其在体内的程序性组装过程示意图如图1所示。