一種制備靈敏響應(yīng)聚合物囊泡的通用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及兩親性嵌段聚合物、由其組成的聚合物囊泡以及該聚合物囊泡的制備方法和應(yīng)用。更具體地，所述兩親性嵌段聚合物由疏水鏈段和親水鏈段分別通過聚氨酯的縮聚以及可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)法獲得，其中所述疏水鏈段為下式所示的含鏈轉(zhuǎn)移劑的程序性降解聚合物，親水鏈段是親水的聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)，其分子量為2000～15000Da。通過使用上述兩親性嵌段聚合物，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了囊泡負(fù)載的親水和疏水分子的可控同步釋放，多重刺激程序調(diào)控囊泡負(fù)載的酶的生物催化活性。
【專利說明】一種制備靈敏響應(yīng)聚合物囊泡的通用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料及其應(yīng)用，更具體地，涉及一種刺激響應(yīng)觸發(fā)的自降解兩親性嵌段聚合物、由該兩親性嵌段聚合物組成的聚合物囊泡及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]脂質(zhì)體囊泡和聚合物囊泡是一種人工自組裝納米結(jié)構(gòu)，通過一個(gè)由疏水雙層膜包裹形成的親水內(nèi)腔，是人類探索復(fù)雜的生物系統(tǒng)(如細(xì)胞和病毒)的結(jié)構(gòu)和功能的典型實(shí)例。這些囊泡被用來構(gòu)筑藥物傳輸納米載體、納米反應(yīng)器和人工細(xì)胞器等(WolfgangMeier, et al.Acc.Chem.Res.2011，44，1039-1049)。顯然，所有的這些應(yīng)用中都與物質(zhì)在囊泡膜內(nèi)外的有效交換密切相關(guān)。然而，與脂質(zhì)體囊泡相比，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的聚合物囊泡卻面臨著嚴(yán)重的膜滲透性問題(Adi Eisenberg, et al.Science2002, 297，967-973)，如有機(jī)小分子物質(zhì)、離子甚至水都很難滲透。為了解決個(gè)問題，含有能夠?qū)ν饨绱碳みM(jìn)行溶解性變化的成核嵌段的嵌段共聚物用來構(gòu)建聚合物囊泡，但是聚合物溶解性的改變需要聚合物鏈大多數(shù)基元的物化性質(zhì)改變，從而需要高的刺激濃度與能量。另一種策略是使用可降解或者容易斷裂的聚合物制備聚合物囊泡，這些囊泡可以由自發(fā)的或者是隨機(jī)的降解而裂解，但是囊泡的裂解依舊需要大量的刺激時(shí)間并且其降解特性不可控制，此外其降解的中間體由于沒有水溶性而聚集。
[0003]觸發(fā)式自降解聚合物或者樹枝狀分子是近年來開發(fā)出來的新聚合物(D.Shabatet al.Angew.Chem.1nt.Ed.2003, 42, 4494-4499),該聚合物能夠在端基保護(hù)基元的脫除下引發(fā)聚合物的鏈?zhǔn)阶越到膺^程并且釋放出構(gòu)筑基元。由于該聚合物能夠由單一刺激事件而放出大于I個(gè)基元從而具有放大效果，從而能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于藥物控釋與檢測(cè)?？梢灶A(yù)測(cè)的是如果使用含有觸發(fā)式自降解聚合物的嵌段共聚物制備聚合物囊泡，將賦予該囊泡非常優(yōu)異的性質(zhì)，包括:能夠最小化囊泡解離的刺激事件以及構(gòu)筑相似的組裝體而對(duì)豐富的刺激響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了構(gòu)建一種能夠在低濃度的刺激下響應(yīng)的聚合物囊泡，為此提供了一種刺激響應(yīng)性兩親性嵌段聚合物、由該兩親性嵌段聚合物組成的聚合物囊泡及其制備方法和應(yīng)用。
[0005]具體的，本發(fā)明涉及以下各項(xiàng):
[0006] 1.一種兩親性嵌段聚合物，其特征在于，所述兩親性嵌段聚合物由親水鏈段和疏水鏈段聚合而成，其中，所述疏水鏈段組成為下式所示，
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種兩親性嵌段聚合物，其特征在于，所述兩親性嵌段聚合物由親水鏈段和疏水鏈段聚合而成，其中，所述疏水鏈段組成為下式所示，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性嵌段聚合物，其中Tl和Τ2可以選自以下之一:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩親性嵌段聚合物，其具有下式I并且由式A的疏水鏈段和式B的親水鏈段通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(RAFT)法獲得， 式1:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性嵌段聚合物，其特征在于，所述疏水鏈段具有下式II并且由式D的單體通過聚氨酯的聚合，與式E的保護(hù)基元的氨基甲酸酯化反應(yīng)并且與式F的鏈轉(zhuǎn)移劑的酯化反應(yīng)獲得， 式II:
5.一種由權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的兩親性嵌段聚合物組成的聚合物囊泡，其特征在于，所述聚合物囊泡的最外層和最里層是由所述親水鏈段構(gòu)成，所述最外層和最里層之間的中間層由所述疏水鏈段構(gòu)成，其中聚合物囊泡的尺寸為100~4000nm，中間層的厚度為15 ~35nm。
6.一種控制聚合物囊泡解離的方法，包括以下步驟: 1)制備如權(quán)利要求6所述兩親性嵌段聚合物囊泡的水分散液； 2)刺激囊泡，脫出端基保護(hù)基元西或 3)疏水鏈段發(fā)生程序性解聚合，生成構(gòu)筑基元對(duì)氨基苯甲醇和二氧化碳，囊泡解離。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述刺激可以是任何可以脫出端基保護(hù)基元的刺激，即刺激的選擇由端基保護(hù)基元決定，包括化學(xué)的或物理的刺激，所述化學(xué)的刺激包括但不僅限于谷胱甘肽、酯酶，所述物理的刺激包括但不僅限于光。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物囊泡作為化療和光療藥物載體的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物囊泡作為控制負(fù)載酶的反應(yīng)活性的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物囊泡負(fù)載酶與抑制劑作為邏輯門控制器件的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61K9/51GK103951803SQ201410186374
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】劉世勇, 劉固寰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)