一種含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡及其制法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子材料領域，涉及一種含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]光學生物成像技術具有良好的空間和時間分辨力，是生物醫學和分子生物學領域中一個研究熱點。基于熒光的光學生物成像技術的發展為生物過程的觀察和臨床影像提供了一個直接可視化工具;在腫瘤檢測、基因表達監控、蛋白質分子檢測、藥物受體定位、藥物篩選和藥物療效評價等方面具有很大的應用潛力。傳統的熒光生色團具有靈敏度高、選擇性高、可設定多種測定參數以及檢測方法多樣等優點；但其在聚集狀態下熒光減弱甚至不發光，即聚集導致了焚光粹滅(aggregat1n caused quenching，ACQ)，極大限制了其應用范圍。2001年，唐本忠教授的研究組發現基于硅雜環戊二烯(Silole)的一系列分子在稀溶液中幾乎沒有熒光，然而在高濃度或者是聚集態時熒光卻很強。他們把這一現象定義為聚集誘導發光現象(aggregat1n-1nduced emiss1n ,AIE)。這一發現為光學生物成像提供了一種新的技術手段；同時，聚集誘導發光(AIE)分子結合到生物分子表面后，體系發光強度隨AIE熒光材料濃度升高而增加，這可作為定量生物檢測的依據。
[0003]高分子囊泡是由雙親性嵌段共聚物自組裝形成的一類具有中空球體結構的高分子聚集體;其球體的外殼膜層由嵌段共聚物構成，內部的親水空腔可以用于包裹藥物。一般來說，高分子囊泡的膜可分為三層:兩個親水層和一個處于內外表面間的疏水層，疏水層由于內外表面的親水層而保持穩定。高分子囊泡的特異性結構使其在藥物控釋、蛋白質負載、基因治療等方面的應用引起了廣泛關注。特別是一些小尺寸(200nm左右)的高分子囊泡可以被細胞內吞，而形成高分子囊泡的嵌段共聚物易于被熒光分子標記;故含熒光標記物的高分子囊泡可為細胞成像、高分辨的腫瘤影像診斷、高分子囊泡載藥釋藥過程觀測等研究提供了一個直接的可視化工具。這對生命科學的研究和疾病診斷具有重要意義。然而，傳統的ACQ熒光分子，在形成高分子囊泡的過程中熒光分子濃度過大時，會發生熒光猝滅現象，因此限制了其應用效果。
【發明內容】
[0004]為了克服傳統ACQ熒光分子在濃度過大時會發生熒光猝滅的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡。本發明采用聚集誘導發光(AIE)分子作為熒光染料，AIE分子在高分子囊泡中的濃度越大，熒光強度越強，是一種非常適合生物醫學臨床應用與標記熒光高分子囊泡的材料。
[0005]本發明的另一目的在于提供上述含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡的制備方法。
[0006]本發明的再一目的在于提供上述含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡的應用。
[0007]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0008]—種含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡，主要由聚集誘導發光分子和兩親性嵌段共聚物自組裝形成。
[0009]所述含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡還包括負載物。
[0010]所述高分子囊泡膜的外層和內層為親水層，親水層由兩親性嵌段共聚物中的親水鏈段構成，所述外層和內層之間的膜中間層由所述兩親性嵌段共聚物中的疏水鏈段和聚集誘導發光分子(AIE分子)構成。兩親性嵌段共聚物與AIE分子的重量比為1000: (I?100)。
[0011]所述含有聚集誘導發光分子(AIE分子)的高分子囊泡的粒徑尺寸為50nm?20μπι。
[0012]所述兩親性嵌段共聚物為二嵌段共聚物或多嵌段共聚物。
[0013]所述兩親性嵌段共聚物為聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(PEG-PLA)、聚乙二醇-聚己內酯嵌段共聚物(PEG-PCL)、聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(PLA-mPEG-PLA)或聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯嵌段共聚物(PCL-mPEG-PCL)。所述嵌段共聚物是由聚乙二醇與己內酯或丙交酯在催化劑的作用下反應制備得到。
[0014]所述PEG-PCL的制備方法為:將PEG、己內酯和辛酸亞錫(己內酯質量的0.1 % )加入有機溶劑(如:甲苯，二甲苯)中，氬氣保護下，于110?160°C恒溫攪拌8?48h(優選為于110°(3恒溫攪拌48h)(轉速為200?800r/min，優選為300r/min)，過量冷乙醚中沉析，抽濾，得PEG-PCL嵌段共聚物;所述PEG與己內酯的摩爾比為1:(0.2?6)。
[0015]所述PEG-PLA的制備方法:稱取PEG和丙交酯，PEG與丙交酯的摩爾比為1:(0.2?5);將PEG、丙交酯和辛酸亞錫(用量為丙交酯質量的0.05%)—起加入有機溶劑(如:甲苯，二甲苯)中，氮氣氛下于I1?160°C恒溫攪拌8?48h(優選為150°C恒溫攪拌18h)(轉速為200?800r/min，優選為350r/min)，然后過量冷乙醚中沉析，抽濾，得PEG-PLA嵌段共聚物。
[0016]所述PLA-PEG-PLA的制備方法:稱取PEG和丙交酯;將PEG、丙交酯和辛酸亞錫(辛酸亞錫的用量為丙交酯質量的0.05%)加入有機溶劑(如:甲苯)中，氮氣氛下于110?160°C(優選為140°C)恒溫攪拌8?48h(優選為24h)(轉速為200?800r/min，優選為350r/min)，然后冷乙醚中沉析，真空干燥后即得PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物;所述PEG與丙交酯的摩爾比為 1:(6 ?8)。
[0017]所述PCL-PEG-PCL的制備方法:將PEG、己內酯以及辛酸亞錫(辛酸亞錫的用量為己內酯質量的0.1%)加入有機溶劑(如:甲苯)中，氮氣保護下于110?160°C(優選為140°C)恒溫攪拌8?48h(優選為8h)(轉速為200?800r/min)，過量冰乙醚沉淀抽濾，即得PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物;所述PEG與己內酯的摩爾比為1:(6?8)。
[0018]所述聚集誘導發光分子為噻咯(Silole)類化合物、多芳基取代乙稀類化合物、四苯基吡嗪(TPP)類化合物、四苯基苯(TPB)類化合物或腈取代二苯乙烯類化合物。所述噻咯類化合物為六苯基噻咯或四苯基噻咯，但限于此;所述多芳基取代乙稀類化合物為四苯基乙烯、二苯乙烯蒽(DSA)、二苯基芴乙烯、四苯基-1，4_丁二烯(ITBD)及三苯乙烯，但不限于此。
[0019]所述負載物為藥物、抗體、蛋白、基因片段或生長因子；所述藥物優選為阿霉素(DOX);所述抗體優選為帕尼單抗(Vectibix)、T_DM1 (Kadcyla)、抗體immunoglobulin G;所述蛋白優選為小牛血清蛋白(BSA)。
[0020]—種含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡的制備方法，具體步驟為:
[0021]I)高分子溶液的配制:將兩親性嵌段共聚物與聚集誘導發光分子加入有機溶劑中，攪拌溶解，得到高分子溶液；
[0022]2)高分子溶液的處理:去除高分子溶液中的有機溶劑，并加入水或PBS緩沖溶液，得到含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡;或在去除高分子溶液中的有機溶劑后，加入負載物與水或PBS緩沖溶液，得到負載有負載物的含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡。
[0023]步驟2)中所述高分子溶液的處理，具體方法為:將步驟I)的高分子溶液進行干燥，得到復合薄膜;將水或PBS緩沖溶液加入裝有復合薄膜的裝置中，攪拌，得到含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡;或將負載物與水或PBS緩沖溶液一并加入裝有復合薄膜的裝置中，攪拌，得到負載有負載物的含有聚集誘導發光分子的高分子囊泡。
[0024]所述干燥的具體條件為:干燥溫度為35?75°C，干燥時間為2?6h;所述攪拌時間都為5?50h、攪拌轉速都為100?700r/min。
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