具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，取N?烷基?殼聚糖、無水檸檬酸、N?2?羥基乙二胺混合均勻，分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，進行反應，將反應后的產物用水透析，然后干燥，得到殼聚糖?g?檸檬酸聚合物點。本發明具有碳點熒光材料生物相容性好，毒性低且水溶性較好，在水中不結塊，不團聚，適于用于熒光成像，適合用作藥物載體材料。
【專利說明】
具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及親油性藥物納米載體的技術領域，更具體地說是涉及一種具有熒光示蹤功能殼聚糖基衍生物聚合物點藥物載體的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著空氣的污染，癌癥患者逐年增多，嚴重威脅到人類生命，在癌癥治療過程中，化療是一種有效治療手段，然而傳統的抗癌藥物水溶性差、生物利用度低、治療效率低，因此對抗癌藥物載體的研究是一直是國內外研究的重點。近年來科研工作者研制出一系列納米藥物載體，如高分子偶聯藥物、樹脂狀高分子、納米膠束、無機納米粒子以及脂質體等，用于增加藥物的溶解度和生物利用度，以及減少抗癌藥物的副作用。其中納米膠束載藥能有效封裝疏水性抗癌藥物，提高在水溶液中的溶解度，減少藥物副作用，并通過增強滲透滯留(EPR)效應提高在腫瘤部位的富集，成為近年來研究較多的一類藥物載體。
[0003]熒光成像技術具有高選擇性和高敏感性，已廣泛用于生物過程的可視化。為了實現生物成像，熒光探針應具有高的水溶性、光穩定性、生物相容性。具有熒光功能的藥物載體不僅可以增加藥物溶解度和生物利用度，還有示蹤功能，是一類理想的藥物載體，然而傳統的具有熒光示蹤功能的藥物載體，通常是將兩親性的聚合物接枝有機熒光小分子或者是對半導體量子點進行包覆，然而有機小分子熒光探針和半導體量子點存在潛在的毒性。殼聚糖是由自然界中廣泛存在的甲殼素經過脫乙酰作用得到的一種生物多糖類天然高分子，具有很好的成膜性、生物相容性和生物可降解性，被廣泛應用于生物醫學領域。因此，如何將殼聚糖和碳點材料復合成一體制備出一種無毒且有較好的熒光性能的藥物載體材料是目前研究的重點。
【發明內容】
[0004]本發明的一個目的是解決傳統的有機小分子熒光探針具有潛在的毒性的問題，并提供一種無毒且有較好的熒光性能的藥物載體材料的制備方法。
[0005]為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，取N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺混合均勻，分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，進行反應，將反應后的產物用水透析，然后干燥，得到殼聚糖-g_檸檬酸聚合物點。
[0006]優選的是，反應溫度為180_250°C。
[0007]優選的是，反應時間為3_6h。
[0008]優選的是，每克N-烷基-殼聚糖需要的檸檬酸質量為0.5-lg，需要的N-2-羥基乙二胺的體積為2_5ml，需要的聚乙二醇400的體積為2-6ml，需要的去離子水的體積為10_20ml。
[0009]優選的是，干燥方法為冷凍干燥或者真空干燥。
[0010]優選的是，所述N-烷基-殼聚糖的制備方法為:取殼聚糖、長鏈烷基醛、甲醇在氮氣保護下攪拌12h，將硼氫化鉀溶液滴至殼聚糖、長鏈烷基醛、甲醇的混合物中，90min內滴完，機械攪拌12h，用甲醇洗滌后真空抽濾，將抽濾后的產物干燥得到N-烷基-殼聚糖。
[0011]優選的是，透析袋截留分子量為8000-14000Da。
[0012]優選的是，混合均勻后，還包括:加入銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉的混合物，其中銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉均為80-110目粉末，且所述銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉質量比為1: 1:2: 2。
[0013]本發明至少包括以下有益效果:
[0014](I)本發明利用殼聚糖同時作為合成碳點的碳源和鈍化劑制備熒光碳點材料，殼聚糖是由一種生物多糖類天然高分子，具有很好的生物相容性和生物可降解性，因此由此制備出來的碳點熒光材料生物相容性好，毒性低；
[0015](2)本發明的原料來源廣泛，價格低廉，制備方法簡單，且制備出的殼聚糖聚合物點本身的水溶性較好，在水中不結塊，不團聚，適于用于熒光成像，適合用于藥物載體材料；
[0016](3)碳點本身的發射波長隨激發波長的紅移而紅移。
[0017]本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明圖實施例1制得的N-辛基-殼聚糖OCS(a)和N-烷基-N。檸檬酸基殼聚糖OCACS(b)和N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的紅外譜圖；
[0019]圖2是本發明實施例1制備的N-辛基-N。檸檬酸基殼聚糖聚合物點的熒光激發與發射光譜；
[0020]圖3是本發明實施例1制備的N-辛基-N。檸檬酸基殼聚糖聚合物點在不同激發波長下的發射光譜。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0022]需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
[0023]實施例1:
[0024](I)N-辛基-殼聚糖的合成
[0025]取2.0g的殼聚糖于250ml三口瓶中，再加入辛醛和50ml甲醇，在氮氣保護下攪拌12h，取3g硼氫化鉀溶于50ml水中制成硼氫化鉀溶液，將硼氫化鉀溶液分別滴加三口瓶中，90min內滴完，再機械攪拌12h，用甲醇洗滌3次，之后真空抽濾，將抽濾后的產物冷凍干燥得到N-辛基-殼聚糖。
[0026](2)N-辛基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的合成
[0027]取上述制備的Ig N-辛基-殼聚糖、0.5g無水檸檬酸、2ml N_2_羥基乙二胺、2ml聚乙二醇400和1ml去離子水于高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中，混合均勻并將N-辛基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，將高壓反應釜的溫度升至180°C，反應6h，將反應后的產物用去離子水透析3d(透析袋截留分子量為8000-14000Da)，所得透析后產物經冷凍干燥得到N-辛基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds ο
[0028]實施例2:
[0029](I)N-烷基-殼聚糖的合成
[0030]取2.0g的殼聚糖于250ml三口瓶中，再加入正十一醛和50ml甲醇，在氮氣保護下攪拌12h，取4g硼氫化鉀溶于50ml水中制成硼氫化鉀溶液，將硼氫化鉀溶液分別滴加三口瓶中，90min內滴完，再機械攪拌12h，用甲醇洗滌3次，之后真空抽濾，將抽濾后的產物冷凍干燥得到N-烷基-殼聚糖。
[0031 ] (2)N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的合成
[0032]取上述制備的Ig N-辛基-殼聚糖、Ig無水檸檬酸、4ml N_2_羥基乙二胺、4ml聚乙二醇400和16ml去離子水于高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中，混合均勻并將N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，將高壓反應釜的溫度升至220°C，反應5h，將反應后的產物用去離子水透析3d(透析袋截留分子量為8000-14000Da)，所得透析后產物經冷凍干燥得到N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds ο
[0033]實施例3:
[0034](I)N-烷基-殼聚糖的合成
[0035]取2.0g的殼聚糖于250ml三口瓶中，再加入正^ 醛和50ml甲醇，在氮氣保護下攪拌12h，取4g硼氫化鉀溶于50ml水中制成硼氫化鉀溶液，將硼氫化鉀溶液分別滴加三口瓶中，90min內滴完，再機械攪拌12h，用甲醇洗滌3次，之后真空抽濾，將抽濾后的產物真空干燥得到N-烷基-殼聚糖。
[0036](2)N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的合成
[0037]取上述制備的Ig N-辛基-殼聚糖、0.6g無水檸檬酸、6ml N_2_羥基乙二胺、6ml聚乙二醇400和20ml去離子水于高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中，混合均勻并將N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，將高壓反應釜的溫度升至250°C，反應3h，將反應后的產物用去離子水透析3d(透析袋截留分子量為8000-14000Da)，所得透析后產物經冷凍干燥得到N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds ο
[0038]實施例4:
[0039](I)N-烷基-殼聚糖的合成
[0040]取3.0g的殼聚糖于250ml三口瓶中，再加入正十二醛和50ml甲醇，在氮氣保護下攪拌12h，取4g硼氫化鉀溶于50ml水中制成硼氫化鉀溶液，將硼氫化鉀溶液分別滴加三口瓶中，90min內滴完，再機械攪拌12h，用甲醇洗滌3次，之后真空抽濾，將抽濾后的產物冷凍干燥得到N-烷基-殼聚糖。
[0041 ] (2)N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的合成
[0042]取上述制備的Ig N-辛基-殼聚糖、0.8g無水檸檬酸、6ml N_2_羥基乙二胺、6ml聚乙二醇400和20ml去離子水于高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中，混合均勻并將N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，再向高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中加入0.1g銀粉、0.1g銅粉、0.2g鎳粉、0.2g鈀粉的混合物，且銀粉、銅粉、鎳粉、鈀粉均為80-110目的粉末，將高壓反應釜的溫度升至250°C，反應3h，將反應后的產物離心過濾后，將上層清夜用去離子水透析3d(透析袋截留分子量為8000-14000Da)，所得透析后產物經真空干燥得到N-烷基-V -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)
Ds0
[0043]實施例5:
[0044](I)N-烷基-殼聚糖的合成
[0045]取5.0g的殼聚糖于250ml三口瓶中，再加入辛醛和50ml甲醇，在氮氣保護下攪拌12h，取6g硼氫化鉀溶于50ml水中制成硼氫化鉀溶液，將硼氫化鉀溶液分別滴加三口瓶中，90min內滴完，再機械攪拌12h，用甲醇洗滌3次，之后真空抽濾，將抽濾后的產物冷凍干燥得到N-烷基-殼聚糖。
[0046](2)N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的合成
[0047]取上述制備的Ig N-辛基-殼聚糖、0.6g無水檸檬酸、5ml N_2_羥基乙二胺、6ml聚乙二醇400和16ml去離子水于高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中，混合均勻并將N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，再向高壓反應釜的聚四氟乙烯內膽中加入0.1g銀粉、0.1g銅粉、0.2g鎳粉、0.2g鈀粉的混合物，且銀粉、銅粉鎳粉、鈀粉均為80-110目的粉末，將高壓反應釜的溫度升至180°C，反應4h，將反應后的產物離心過濾后，將上層清夜用去離子水透析3d(透析袋截留分子量為8000-14000Da)，所得透析后產物經冷凍干燥得到N-烷基-V -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds0
[0048]N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點的表征:
[0049]圖1為本發明圖實施例1制得的N-辛基-殼聚糖_檸檬酸基殼聚糖OCACS(b)和N-烷基-Y -檸檬酸基殼聚糖聚合物點P(OCACS)Ds的紅外譜圖。圖1中OCS在2926cm-l和2853cm-l處吸收峰為辛基結構中的亞甲基上C-H的伸縮振動，1450cm-l位置出現C-H的彎曲振動，1580cm-l處出現C-N的伸縮振動，說明辛基已經成功接枝在殼聚糖單元上。對比OCSCA與OCS，3400cm-l處羧基伸縮振動峰明顯變寬，這是由于檸檬酸引入了大量的羧基，1650cm-l處為羰基-C = O伸縮振動特征吸收峰，3100cm_l位置變寬，I 689.0cm-1和1532cm-l出現酰胺基團的特征吸收峰，說明生成了酰胺鍵，從聚合物點P (OCACS) Ds的紅外吸收峰可以看出與OCACS的吸收峰相比變化不大，在1709cm-l-1574cm-l處吸收峰變寬，為酰胺基-C0NH2、和羰基-C = O的重疊吸收峰。
[0050]圖2是本發明實施例1制備的N-辛基-N。檸檬酸基殼聚糖聚合物點的熒光激發與發射光譜；圖3是本發明實施例1制備的N-辛基-N。檸檬酸基殼聚糖聚合物點在不同激發波長下的發射光譜。在圖3中，選用280?420nm(每增加20nm)激發P(0CACS)Ds，得到熒光發射圖譜，熒光發射范圍約350?600nm宏觀顏色表現為藍紫色。在激發波長小于360nm時熒光強度隨激發波長增加而增加，激發波長為360nm時熒光強度達到最大值，而當激發波長大于360nm時熒光強度隨激發波長增加而減小，而且在整個過程中有紅移的現象。
[0051]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，取N-烷基-殼聚糖、無水檸檬酸、N-2-羥基乙二胺，均分散于聚乙二醇400和去離子水的混合溶液中，進行反應，將反應后的產物用水透析，然后干燥，得到殼聚糖-g-檸檬酸聚合物點。2.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，反應溫度為180-250 °C。3.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，反應時間為3-6h。4.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，每克N-烷基-殼聚糖需要的檸檬酸質量為0.5-lg，需要的N-2-羥基乙二胺的體積為2-5ml，需要的聚乙二醇400的體積為2-6ml，需要的去離子水的體積為10-20ml。5.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，干燥方法為冷凍干燥或者真空干燥。6.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，所述N-烷基-殼聚糖的制備方法為:取殼聚糖、長鏈烷基醛、甲醇在氮氣保護下攪拌12h，將硼氫化鉀溶液滴至殼聚糖、長鏈烷基醛、甲醇的混合物中，90min內滴完，機械攪拌12h，用甲醇洗滌后真空抽濾，將抽濾后的產物干燥得到N-烷基-殼聚糖。7.如權利要求1-6任一所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，透析袋截留分子量為8000-14000Da。8.如權利要求1所述的具有熒光示蹤功能的殼聚糖基衍生物聚合物點的制備方法，其特征在于，混合均勻后，還包括:加入銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉的混合物，其中銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉均為80-110目粉末，且所述銀粉、銅粉、鎳粉和鈀粉質量比為1: 1:2: 2。
【文檔編號】A61K49/00GK106075472SQ201610549863
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】于淑娟, 陳寬, 汪豐, 陸樹文
【申請人】廣西師范學院