一种智能聚阳离子纳米载体、其制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明适用于纳米医学领域，提供了一种同时可介导主动靶向传递功能和还原敏感功能的智能聚阳离子纳米载体、其制备方法及其应用。该智能聚阳离子纳米载体，包括TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物，该智能聚阳离子纳米载体由外至内依次分为四层，其中，最外层为可介导主动靶向传递的多肽TP，次外层为起保护作用的PEG，第三层为PLL形成的正电荷层，最内层为由二硫键交联形成的PLC疏水内核。该智能聚阳离子纳米载体制剂能够实现同时负载多种负载物，且可完全被生物降解，同时具备主动靶向传递和还原响应性等功能，且其粒径和电位可实现调控。
【专利说明】一种智能聚阳离子纳米载体、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米医学领域，尤其涉及一种智能聚阳离子纳米载体、其制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]纳米载体是指可以负载药物、基因和蛋白质等目标物质且具有纳米尺度的载体系统。两亲性嵌段聚合物纳米胶束载体同时具有亲水链段和疏水链段，当其在水中达到临界胶束浓度后，聚合物的亲水链段和疏水链段就会发生微相分离，自发地形成了疏水链段在内，亲水链段在外的“核-壳”结构的纳米胶束，这种聚合物胶束具有较低的临界胶束浓度、较大的增溶空间，稳定的内核，能够通过化学、物理以及配位作用等方式将疏水性药物分子包载在其疏水内核中，而当聚合物中同时含有阳离子或者阴离子嵌段时，这种纳米胶束就能同时负载基因或者蛋白质，实现两者的共传递。
[0003]靶向给药系统是指药物选择性地到达特定生理部位、器官、组织或细胞，并在该靶部位发挥药物治疗作用。选择性给药可以增强药物在靶部位的活性并减少其对非靶部位的毒副作用，提高药物的治疗指数。药物靶向的方法一般有两种:主动靶向和被动靶向。主动靶向是利用抗原-抗体结合或者配体-受体结合等生物特异性相互作用来实现药物的靶向传递，被动靶向是指通过减少与非靶器官、组织及细胞的非特异性相互作用来增加靶部/非靶部位的药物水平比率。
[0004]纳米基因载体是指 可以负载基因物质(DNA或RNA)的传递系统，主要用于基因治疗过程中向靶点位置传递基因。基因治疗是通过将治疗基因导入患者体内，来补救缺陷基因或表达产生有治疗作用的蛋白质从而达到治疗疾病的效果。基因治疗可以从根本上治疗很多疾病，是当前医学和化学领域的研究热点之一。从目前的研究现状来看，基因治疗的关键问题是如何使用合适的载体将基因有效导入体内并使其表达，在这个过程中需要跨越的生理屏障很多，如基因物质非常容易降解、失活或难以到达靶细胞内部。阳离子聚合物纳米基因载体是近十年来的研究热点，其利用正负电荷之间的作用力吸附DNA或者RNA，形成基因/载体复合物，这种方法可以有效的保护基因不被降解并且容易被细胞吞噬达到靶细胞内部。常用的阳离子聚合物基因载体有聚乙烯亚胺、聚赖氨酸(PLL)等。
[0005]纳米蛋白质载体是指可以负载蛋白质或多肽的纳米系统，纳米蛋白质载体主要用于大分子蛋白质药物的传输或用于负载抗体作为疫苗佐剂。这种纳米蛋白质载体需要带有比较强的正电荷，从而可以稳定吸附带负电荷的大分子量的蛋白质。常见的纳米蛋白质载体有阳离子脂质体、凝胶、胶束等。
[0006]现有纳米药物载体存在稳定性较差、药物容易泄漏、在靶点部位累积少、生物相容性和生物可降解性差，容易被免疫系统清除、不能同时负载小分子药物、基因和蛋白质等一系列缺点，这些缺点的存在很大程度上限制了聚合物纳米载体的应用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种智能聚阳离子纳米载体，旨在解决现有抗肿瘤纳米载体不能同时负载多种负载物、稳定性差、不能被完全降解或代谢、不能同时具备主动靶向传递pH响应和还原响应性等功能、以及其粒径不可调控的问题。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种操作简单易控的智能聚阳离子纳米载体的制备方法。
[0009]本发明的再一目的在于提供一种智能聚阳离子纳米载体组合物，旨在解决现有抗肿瘤纳米载体不能同时负载多种负载物、且纳米载体组合物稳定性差、不能被完全降解或代谢、不能同时具备主动靶向传递PH响应和还原响应性等功能、以及其粒径不可调控的问题。
[0010]相应地，本发明还提供了一种智能聚阳离子纳米载体组合物的制备方法。
[0011]以及，一种智能聚阳离子纳米载体在纳米载体药物、荧光染料载体、生物探针载体领域的应用。
[0012]本发明实施例是这样实现的，一种智能聚阳离子纳米载体，包括TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物，该智能聚阳离子纳米载体由外至内依次分为四层，其中，最外层为可介导主动靶向传递的多肽TP，次外层为起保护作用的PEG，第三层为PLL形成的正电荷层，最内层为由二硫键交联形成的PLC疏水内核。
[0013]相应地，一种智能聚阳离子纳米载体的制备方法，包括下述步骤:
[0014]TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物的合成:由H00C-PEG-NH2作为引发剂，逐步引发氨基酸NCA开环聚合反应合成PEG-b-PLL(Boc)-b-PLC(Trt);以苯丙酸琥珀酰亚胺酯为封端剂，封闭PLC(Trt)末端的氨基得到PEG-b-PLL(Boc)-b-PLC(Trt)-封端剂 ;活化聚合物PEG端的羧基后和可介导主动靶向传递的多肽TP结合得到TP-PEG-b-PLL (Boc) -b-PLC (Trt)-封端剂；除去 TP-PEG-b-PLL (Boc) -b-PLC (Trt)-封端剂侧链保护基Boc基团和Trt基团后得`到TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物；
[0015]智能聚阳离子纳米载体的形成:将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物溶于有机溶剂形成均相溶液，将所述溶液进行透析处理，得到智能聚阳离子纳米载体。
[0016]以及，一种智能聚阳离子纳米载体组合物，包括纳米载体和负载在纳米载体上的负载物，所述纳米载体为上述的智能聚阳离子纳米载体，所述负载物负载在所述智能聚阳离子纳米载体的正电荷层、和/或二硫键交联的PLC的疏水内核中。
[0017]相应地，一种智能聚阳离子纳米载体组合物的制备方法，包括下述步骤:
[0018]按照上述合成所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物方法合成TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物；
[0019]将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和所述负载物进行下述处理:
[0020]当负载物为疏水药物时，将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和负载物溶于有机溶剂形成均相混合物溶液，然后进行透析处理，冷冻干燥、得到载有疏水药物的智能聚阳离子纳米载体药物干粉。；
[0021]当负载物为蛋白质和/或基因物质时，将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物溶于有机溶剂，然后进行透析处理，再加入负载物混合，得到载有蛋白质或者基因物质的智能聚阳离子纳米载体药物水溶液；
[0022]当负载物同时含有疏水药物、蛋白质和/或基因物质时，先将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂形成均相混合物溶液，然后进行透析处理，再加入蛋白质和/或基因物质混合，得到载有蛋白质或者基因物质的智能聚阳离子纳米载体药物水溶液。
[0023]以及，一种智能聚阳离子纳米载体在纳米载体药物、荧光染料载体、生物探针载体领域的应用。
[0024]本发明提供的一种智能聚阳离子纳米载体，包括由外至内依次分为化学性质各异的四层结构的TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物，使得该纳米载体制剂不同的结构层次能够负载不同的负载物，且其稳定性良好，可以完全生物降解和代谢；同时具备主动靶向传递、PH响应和还原响应性等功能，容易跨越人体内复杂的生理屏障，从而可以避免遭受免疫系统的清除而顺利到达病灶；此外，此纳米载体制剂的粒径可以通过调节三嵌段聚合物的投入量得到很好的控制。
[0025]本发明提供的一种智能聚阳离子纳米载体组合物，由于具有上述智能聚阳离子纳米载体，且所述负载物负载在所述智能聚阳离子纳米载体的不同结构层中，使得该纳米载体组合物能够满足同时负载多种不同性质的负载物的功能，且其性质稳定、代谢完全；可同时实现主动靶向传递、PH想用和还原响应等功能，容易跨越人体内复杂的生理屏障、避免免疫系统的清除；且该纳米载体组合物的粒径可通过调节三嵌段聚合物的投入量得到很好的控制。
[0026]本发明提供的智能聚阳离子纳米载体及其智能聚阳离子纳米载体组合物的制备方法，方法简单可控，具有很好的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例提供的纳米载体组合物的结构及其组装示意图。
[0028]图2是本发明实施`例提供的纳米载体DLS粒径图。
[0029]图3是本发明实施例提供的纳米载体的细胞毒性实验图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]本发明实施例提供的技术方案中，所有出现的TP、PEG、PLL、PLC、HPPr, Boc, Trt,DMF的解释如下:
[0032]TP:可介导主动靶向的多肽序列；
[0033]PEG:聚乙二醇；
[0034]PLL:聚赖氨酸；
[0035]PLC:聚半胱氨酸；
[0036]HPPr:苯丙酸；
【权利要求】
1.一种智能聚阳离子纳米载体，包括TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物，该智能聚阳离子纳米载体由外至内依次分为四层，其中，最外层为可介导主动靶向传递的多肽TP，次外层为起保护作用的PEG，第三层为PLL形成的正电荷层，最内层为由二硫键交联形成的PLC疏水内核。
2.如权利要求1所述的智能聚阳离子纳米载体，其特征在于:所述封端剂为羧基活化的烷烃或芳烃。
3.一种智能聚阳离子纳米载体的制备方法，包括下述步骤: TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物的合成:由HOOC-PEg-NH2作为引发剂，逐步引发氨基酸NCA开环聚合反应合成PEG-b-PLL(Boc)-b-PLC(Trt);以苯丙酸琥珀酰亚胺酯为封端剂，封闭PLC (Trt)末端的氨基得到PEG-b-PLL (Boc) -b-PLC (Trt)-封端剂；活化聚合物PEG端的羧基后和可介导主动靶向传递的多肽TP结合得到TP-PEG-b-PLL (Boc) -b-PLC (Trt)-封端剂；除去 TP-PEG-b-PLL (Boc) -b-PLC (Trt)-封端剂侧链保护基Boc基团和Trt基团后得到TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物； 智能聚阳离子纳米载体的形成:将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物溶于有机溶剂形成均相溶液，将所述溶液进行透析处理，得到智能聚阳离子纳米载体。
4.一种智能聚阳离子纳米载体组合物，包括纳米载体和负载在纳米载体上的负载物，所述纳米载体为如权利要求1~2任一所述的智能聚阳离子纳米载体，所述负载物负载在所述智能聚阳离子纳米载体的正电荷层、和/或二硫键交联的PLC的疏水内核中。
5.如权利要求4所述的智能聚阳离子纳米载体组合物，其特征在于:所述负载物与所述载体的重量比为(1-60): (2-100)，且负载物与所述载体的重量比小于I;和/或所述负载物为疏水性药物、基因物质或蛋白质中的至少一种。
6.如权利要求5所述的智能聚阳离子纳米载体组合物，其特征在于:所述疏水性药物负载在所述智能聚阳离子纳米载体的二硫键交联的PLC的疏水内核中；和/或所述基因物质负载在所述智能聚阳离子纳米载体的正电荷层；和/或所述蛋白质负载在所述智能聚阳离子纳米载体的正电荷层。
7.如权利要求4-6任一所述的智能聚阳离子纳米载体组合物，其特征在于:所述疏水性药物选自阿霉素、紫杉醇、顺钼、氟尿嘧啶、甲氨喋呤、喜树碱中的至少一种；和/或 所述基因物质选自抑癌基因、自杀基因、siRNA、mRNA、反义核酸等中的至少一种；和/或 所述蛋白质为血清蛋白、药物蛋白分子、抗原、治疗肽、生长因子、单克隆抗体等中的至少一种。
8.如权利要求4-6任一所述的智能聚阳离子纳米载体，其特征在于:所述智能聚阳离子纳米载体的水溶液Zeta电位大小为+10mv_+50mv ； 和/或纳米载体的粒径范围是10_500nm。
9.一种智能聚阳离子纳米载体组合物的制备方法，包括下述步骤: 按照权利要求3合成所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物方法合成TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物； 将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和所述负载物进行下述处理: 当负载物为疏水药物时，将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和负载物溶于有机溶剂形成均相混合物溶液，然后进行透析处理，冷冻干燥、得到载有疏水药物的智能聚阳离子纳米载体药物干粉； 当负载物为蛋白质和/或基因物质时，将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物溶于有机溶剂，然后进行透析处理，再加入负载物混合，得到载有蛋白质或者基因物质的智能聚阳离子纳米载体药物水溶液； 当负载物同时含有疏水药物、蛋白质和/或基因物质时，先将所述TP-PEG-b-PLL-b-PLC-封端剂三嵌段聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂形成均相混合物溶液，然后进行透析处理，再加入蛋白质和/或基因物质混合，得到载有蛋白质或者基因物质的智能聚阳离子纳米载体药物水溶液。
10.一种智能聚 阳离子纳米载体在纳米载体药物、荧光染料载体、生物探针载体领域的应用。
【文档编号】C08G65/48GK103755953SQ201310687280
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】蔡林涛, 易虎强, 谢高峰, 刘朋, 马轶凡 申请人:深圳先进技术研究院