專利名稱：一種兩親性殼聚糖衍生物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于功能高分子材料領域，具體涉及一種兩親性殼聚糖衍生物及其制備方法和應用。
背景技術：
目前，通過抗癌藥物治療癌癥患者是臨床研究的熱點之一，但抗癌藥物較大的副作用和多重抗藥性限制了其臨床應用，而使用基因治療方法則可避免上述不足(Heike，Y.； Kasono,K. ；Kunisaki, C. , et al. Int. J. Cancer, 2001,92 :115.) 由于腫瘤細胞擴散較快， 單一的基因治療方法難以達到長期有效的抑制，因此聯合基因和藥物治療來抑制腫瘤細胞已成為新的研究方向。Bae 等(Qiu, L. Y. ；Bae, Y. H. Biomaterials, 2007, 28 :4132.)將聚己內酯(PCL)接枝到聚乙烯亞胺(PEI)上合成一系列兩親性陽離子膠束，其膠束親水外殼的PEI鏈段通過靜電相互作用復合DNA，PCL鏈段聚集形成的內核通過疏水作用力包裹疏水藥物，從而實現藥物和基因的共傳遞。^iang等(Zhu，J. ；Cheng, H. Jin, Y. ；Cheng, S.； Zhang, X. ；Zhuo, R. J. Mater. Chem, 2008,18 :4433.)合成聚乙二醇單甲醚 _b_ 聚{N_[3_( 二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺-co-[2-羥乙基甲基丙烯酸酯-聚(3-己內酯)]}，通過自組裝形成陽離子膠束實現藥物和基因的共傳遞，并初步研究了兩者的協同效應。目前這種基因和藥物共傳遞體系在腫瘤治療上已體現出巨大的潛力，但有關研究主要集中在合成聚合物類載體上，很少涉及天然高分子的改性研究。殼聚糖(chit0San，CS)是一種安全無毒、 生物相容性好的多聚陽離子，且免疫原性低、生物黏附性好，并具有獨特的跨細胞膜運輸能力，因此開發殼聚糖衍生物用作基因和藥物共傳遞載體具有潛在的應用前景。
發明內容
為了解決上述現有技術的不足，本發明首要目的在于提供一種兩親性殼聚糖衍生物。本發明的另一目的在于提供一種兩親性殼聚糖衍生物的制備方法，本發明通過點擊化學反應和酰胺化反應將三代的含炔基聚酰胺-胺樹枝狀大分子基元(PAMAM基元)和脫氧膽酸(DCA)基元先后接枝到殼聚糖主鏈上，制備出兩親性殼聚糖衍生物，該制備方法反應條件溫和、高效、有選擇性。本發明的第三個目的在于提供兩親性殼聚糖衍生物在制備抗癌藥物載體中的應用，兩親性殼聚糖衍生物在水溶液中自組裝形成以PAMAM基元和殼聚糖為親水外殼、DCA基元為疏水內核的納米膠束。其內核可以包裹疏水抗癌藥物，外殼可復合基質粒DNA(pDNA)， 從而實現藥物和基因的共傳遞。兩親性殼聚糖衍生物獨特的分子結構使其在基因治療、藥物控釋和組織工程等領域具有潛在應用價值。本發明的目的通過下述技術方案實現一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA，其特征在于所述的PAMAM-Cs_DCA以 PAMAM基元和殼聚糖為親水外殼，脫氧膽酸基元為疏水內核，所述的殼聚糖的重均分子量為10000 14000，脫乙酰度為70 90% ；所述的PAMAM基元的接枝率為10 20%，脫氧膽酸基元的接枝率為6 12% ；所述的PAMAM-Cs-DCA的分子式為
權利要求
1. 一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA，其特征在于所述的PAMAM-Cs-DCA以 PAMAM基元和殼聚糖為親水外殼，脫氧膽酸基元為疏水內核，所述的殼聚糖的重均分子量為 10000 14000，脫乙酰度為70 90% ；所述的PAMAM基元的接枝率為10 20%，脫氧膽酸基元的接枝率為6 12% ；所述的PAMAM-Cs-DCA的分子式為
2.權利要求1所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)6-疊氮-N-氨基-殼聚糖-g-脫氧膽酸接枝聚合物的合成a氮氣保護下，將殼聚糖溶于N，N-二甲基甲酰胺與水的混合溶劑中，加入鄰苯二甲酸酐，在100 120°C下攪拌反應8 10小時，反應結束后，冷卻至25 30°C，用冰水沉淀， 過濾，用甲醇洗滌，真空干燥，得到N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖；b氮氣保護下，將N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮中，攪拌溶解， 在冰水浴中，加入N-溴代琥珀酰亞胺和三苯基膦，在70 80°C攪拌反應4 6小時，反應結束后，將產物離心，過濾，用丙酮洗滌，真空干燥，得到6-溴代-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖；c氮氣保護下，將疊氮鈉和6-溴代-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮中，在60 80°C攪拌反應8 12小時，反應結束后，將產物過濾，用乙醇沉降，離心收集產物，并用丙酮洗滌，真空干燥，得到6-疊氮-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖；d氮氣保護下，將6-疊氮-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于一水合胼與N-甲基-吡咯烷酮的混合溶劑中，在90 100°C攪拌反應4 5小時，反應結束后，將反應產物用乙醇沉降，洗滌，真空干燥，得到6-疊氮-N-氨基-殼聚糖；e將6-疊氮-N-氨基-殼聚糖溶于質量百分比1 3%的醋酸溶劑中，加入稀釋溶劑乙醇，并滴入脫氧膽酸和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽溶于乙醇形成的溶液，在25 30°C中攪拌反應M 觀小時，反應結束后，使用乙醇和氨水混合溶劑沉淀產物，真空干燥，得到6-疊氮-N-氨基-殼聚糖-g-脫氧膽酸接枝聚合物；(2)PAMAM-Cs-DCA 的合成將步驟(e)得到的6-疊氮-N-氨基-殼聚糖-g-脫氧膽酸接枝聚合物和PAMAM基元溶于二甲基亞砜與水的混合溶劑中得到反應液，攪拌充分溶解，氮氣保護下，將五水硫酸銅與抗壞血酸鈉溶于水形成的混合溶液滴入反應液中，升溫到50 55°C并在氮氣保護下攪拌反應M 28小時，反應結束后，將反應產物透析，過濾并冷凍干燥得到PAMAM-Cs-DCA。
3.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟a中所述的N，N-二甲基甲酰胺與水的體積比為95 5 90 10，殼聚糖溶于 N，N- 二甲基甲酰胺與水的混合溶劑形成的質量體積比濃度為0. 05 0. 06g/ml，鄰苯二甲酸酐溶于N，N- 二甲基甲酰胺與水的混合溶劑形成的質量體積比濃度為0. 15 0. 20g/ml。
4.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟b中所述的N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖、N-溴代琥珀酰亞胺與三苯基膦的質量比為1 (6 7) (10 12)，N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮形成的質量體積比濃度為10 20mg/ml。
5.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟c中所述的6-溴代-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖和疊氮鈉的質量比為 1 (1.8 2. 2)，6-溴代-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于N-甲基-吡咯烷酮形成的質量體積比濃度為0. 01 0. 02g/mL。
6.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟d中所述的混合溶劑中N-甲基-吡咯烷酮與一水合胼的體積比為1 (1 1. 2)，6-疊氮-N-鄰苯二甲酰胺基-殼聚糖溶于一水合胼與N-甲基-吡咯烷酮的混合溶劑形成的質量體積比濃度為5 6mg/mL。
7.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟e中所述的6-疊氮-N-氨基-殼聚糖、脫氧膽酸與1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾比為1 (3 4) (1 1.2)，6-疊氮-N-氨基-殼聚糖溶于質量百分比1 3%的醋酸溶劑形成的質量體積比濃度為10 15mg/mL，稀釋溶劑乙醇與質量百分比1 3%的醋酸的體積比為1 (1 1.2)，脫氧膽酸溶于乙醇形成質量體積比濃度為310 430mg/mL，乙醇和氨水混合溶劑中乙醇與氨水的體積比為7 3 8 2。
8.根據權利要求2所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA的制備方法，其特征在于步驟O)中所述的二甲基亞砜與水的體積比為(5 6) 1，6_疊氮-N-氨基-殼聚糖-g_脫氧膽酸接枝聚合物溶于二甲基亞砜與水的混合溶劑形成的質量體積比濃度為 4 5mg/mL，PAMAM基元溶于二甲基亞砜與水的混合溶劑形成的質量體積比濃度為100 150mg/ml，五水硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾比是1 O 2. 5)，五水硫酸銅與抗壞血酸鈉溶于水形成的混合溶液滴入反應液后五水硫酸銅與最終溶劑形成的質量體積比濃度為 2. 5 3mg/mL，透析條件為3000 5000Da透析袋透析36 60小時。
9.權利要求1所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA在制備抗癌藥物載體中的應用。
10.根據權利要求9所述的一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA在制備抗癌藥物載體中的應用，其特征在于所述的抗癌藥物是阿霉素，應用方法包括以下操作步驟將PAMAM-Cs-DCA溶于二甲基亞砜溶劑中，PAMAM-Cs-DCA質量濃度為5 6mg/mL，滴入由鹽酸阿霉素及三乙胺溶于二甲基亞砜溶劑形成的混合溶液，混合溶液中鹽酸阿霉素與三乙胺的摩爾比為1 (3 5)，鹽酸阿霉素質量濃度為3 5mg/mL，PAMAM-Cs-DCA與鹽酸阿霉素的質量比為(8 10) 1，攪拌10 14小時，然后使用3000 5000Da透析袋在磷酸鹽緩沖溶劑中透析12 36小時，透析結束后，用0. 45 μ m過濾頭過濾，得到 PAMAM-Cs-DCA-DOX 納米膠束。
全文摘要
本發明公開了一種兩親性殼聚糖衍生物PAMAM-Cs-DCA，本發明通過點擊化學反應和酰胺化反應將PAMAM基元和脫氧膽酸基元先后接枝到殼聚糖主鏈上，制備出PAMAM-Cs-DCA，該制備方法反應條件溫和、高效、有選擇性，本發明還公開了兩親性殼聚糖衍生物在制備抗癌藥物載體中的應用，兩親性殼聚糖衍生物在水溶液中自組裝形成以PAMAM基元和殼聚糖為親水外殼、DCA基元為疏水內核的納米膠束。其內核可以包裹疏水抗癌藥物，外殼可復合pDNA，從而實現藥物和基因的共傳遞。兩親性殼聚糖衍生物獨特的分子結構使其在基因治療、藥物控釋和組織工程等領域具有潛在應用價值。
文檔編號A61K47/36GK102241790SQ20111015697
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者張黎明, 鄧俊杰 申請人:中山大學