专利名称：一种利用改性超支化高分子制备类生物膜囊泡结构的方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种利用超支化高分子通过改性后自组装形成类生物膜结构的管状生物囊泡的制备方法，最终得到的结构具有很好的生物相容性。
背景技术：
超分子自组装在活性生物系统中起到确保传输、形成屏障、模板化和传递信号过程的作用，这些都是生物系统得以正常运作的最基本需求。从天然和合成物质中获得的自组装纳米结构具有很强的吸引力，因为它们能够模仿生物膜或生物器的结构而具有靶向释放药物、蛋白和基因的潜能。脂质体是人工制备的脂质二重层结构，可以模拟生物细胞膜， 它在纳米医学中经常被用作细胞探针或仿生材料。然而，在合成设计过程中，要达到某些特定的性能依然极具挑战性，如制备出具有在特定尺寸保持均一性及能够抵抗外界刺激的自组装纳米结构。现在已经开发出来很多技术，可以制备出聚合物容器、无机容器、无机-有机杂化容器。发明内容
本发明针对现有技术的需求及不足，利用一种生物相容性良好的超支化高分子通过改性后自组装形成的仿生物膜结构的管状囊泡结构。该囊泡结构具有更大的表面积，因而有利于化学改性并能提高药物装载量。这种结构有很多优点，在作为药物载体、基因载体和RNA载体等领域均有很高的应用潜能。
为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的
一种利用改性超支化高分子制备类生物膜囊泡结构的方法，包括以下步骤
(1)制备PEI 1 将5-己炔酸和PEI的酰胺类同系物配成溶液加入到试管中，将试管密封后进行加热；所述溶液中5-己炔酸的质量浓度为0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺类同系物质量浓度为0. 07 0. 25g/mL ；
(2)制备⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入抗坏血酸钠，五水硫酸铜，环糊精，然后将试管密封后加热反应，得到CD-PEI 1，然后用丙酮进行沉淀后透析；所述抗坏血酸钠、五水硫酸铜、环糊精在溶液中的质量浓度分别为1. 67 10mg/mL、0. 67 3. 3mg/mL, 0. 12 5mg/mL ；所述丙酮的体积为上述溶液体积的6. 6 25倍；
(3)制备Ada-Cal 将(2)中的生成物和三环癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL 的二环己基碳二亚胺溶液，加热到30°C以上后搅拌反应至少10小时，然后将反应混合物过滤，用丙酮沉淀，将得到的产物溶解并冷冻干燥；所述O)中的生成物和三环癸烷胺在溶液中的质量浓度分别为0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二环己基碳二亚胺溶液的体积为上述溶液的0. 8 3倍；
(4)超支化分子自组装将(2)中制备的CD-PEI 1和(3)中制备的Ada-Cal加入到水中搅拌至少10小时，得到类生物膜囊泡结构；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的质量浓度均为 0·03 0. 3mg/mL。所述步骤(1)的加热方式为将密封试管置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在 70 95°C、20 50W功率下反应10 60min。所述步骤O)的加热方式为将密封试管置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在 70 90°C、20 50W功率下反应50 lOOmin。所述步骤(3)加热到30 80°C搅拌反应12 36小时。所述步骤(4)搅拌时间为12 36小时。本发明所述的环糊精(Cyclodextrin，简称⑶)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6 12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α-环糊精、β-环糊精、Y-环糊精。α、β、Y-环糊精分别是6，7，8个 D(+)_吡喃型葡萄糖组成的环状低聚物，其分子呈上宽下窄、两端开口、中空的筒状物，腔内部呈相对疏水性，而所有羟基则在分子外部。环糊精能有效地增加一些水溶性不良的药物在水中的溶解度和溶解速度，如前列腺素-CD包合物能增加主药的溶解度从而制成注射齐U。它还能提高药物(如肠康颗粒挥发油的稳定性和生物利用度；减少药物(如穿心莲) 的不良气味或苦味；降低药物(如双氯芬酸钠)的刺激和毒副作用；以及使药物(如盐酸小檗碱)缓释和改善剂型。本发明所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、Y-环糊精中的一种或几种，优选(6-叠氮基-6-脱氧基)-b-环糊精。本发明所述溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种，优选为二甲基甲酰胺。二甲基甲酰胺(DMF)是一种透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶。它是化学反应的常用溶剂。二甲基甲酰胺(DMF)作为重要的化工原料以及性能优良的溶剂，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。二甲基乙酰胺(DMAC)化学性质与N，N-二甲基甲酰胺非常相似，是一种有代表性的酰胺类溶剂。在无酸、碱存在时，常压下加热至沸腾不分解，因此可以在常压下蒸馏。所述方法得到的类生物膜囊泡结构的膜厚度为6 lOnm，直径为35 45nm，长度约为2 4μπι。与已有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明具有很高的新颖性，采用改性后的超支化聚合物进行自组装，得到的纳米管状囊泡膜厚度大约为8nm，直径约为40nm，长度约为2 4 μ m。该囊泡可以在较宽的pH 值范围保持性能稳定。这种仿生纳米结构材料在生物医学领用有宽广的应用前景。下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例一(1)制备PEI 1 将Ig的5-己炔酸和1. 12g的PEI的酰胺类同系物的DMF溶液 SmL加入到耐高压试管中，试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在85°C、30W功率下反应30min ；(2)制备⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入36mg抗坏血酸钠，Hmg五水硫酸铜，2. 12g (6-叠氮基-6-脱氧基)-b-环糊精，接着将试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在85°C、30W功率下反应60min。即可得到CD-PEI 1，然后用IOOmL丙酮进行沉淀后再进行透析；(3)制备Ada-Cal 将0. 50g(2)中生成物和0. 61g三环癸烷胺的DMF溶液10mL， 加入7mL 1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺的DMF溶液，反应溶液加热到60°C搅拌反应M小时，将反应的混合物过滤，用丙酮沉淀后，将得到的产物溶解并冷冻干燥得到固体样品；(4)超支化分子自组装将(2)中制备的⑶-PEI 1和(3)中制备的Ada-Cal分别取Img加入到IOmL蒸馏水中搅拌M小时。实施例二(1)制备PEI 1 将0. 6g的5_己炔酸和1. 5g的PEI的酰胺类同系物的DMAC溶液 6mL加入到耐高压试管中，试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在70°C、50W功率下反应IOmin ；(2)制备⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入20mg抗坏血酸钠，20mg五水硫酸铜，1.5ga-环糊精，接着将试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在90°C、20W功率下反应50min。即可得到⑶-PEI 1，然后用SOmL丙酮进行沉淀后再进行透析；(3)制备Ada-Cal 将0. IOg (2)中生成物和0. 8g三环癸烷胺的DMAC溶液8mL，力口入IOmL 1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺的DMAC溶液，反应溶液加热到30°C搅拌反应36小时，将反应的混合物过滤，用丙酮沉淀后，将得到的产物溶解并冷冻干燥得到固体样品；(4)超支化分子自组装将(2)中制备的⑶-PEI 1和(3)中制备的Ada-Cal分别取0. 5mg加入到5mL蒸馏水中搅拌12小时。实施例三(1)制备PEI 1 将1. 2g的5_己炔酸和0. 8g的PEI的酰胺类同系物的DMF溶液 12mL加入到耐高压试管中，试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在95°C、20W功率下反应60min ；(2)制备⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入60mg抗坏血酸钠，8mg五水硫酸铜，3g (6-叠氮基-6-脱氧基)-b-环糊精，接着将试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在70°C、50W功率下反应lOOmin。即可得到CD-PEI 1，然后用150mL丙酮进行沉淀后再进行透析；(3)制备Ada-Cal 将0. 60g(2)中生成物和0. 40g三环癸烷胺的DMF溶液15mL， 加入5mL 1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺的DMF溶液，反应溶液加热到80°C搅拌反应12小时，将反应的混合物过滤，用丙酮沉淀后，将得到的产物溶解并冷冻干燥得到固体样品；(4)超支化分子自组装将(2)中制备的⑶-PEI 1和(3)中制备的Ada-Cal分别取1. 5mg加入到15mL蒸馏水中搅拌36小时。实施例四(1)制备PEI 1 将0. Sg的5_己炔酸和Ig的PEI的酰胺类同系物的正丙醇溶液 IOmL加入到耐高压试管中，试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在85°C、45W功率下反应50min ；
(2)制备⑶-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入43mg抗坏血酸钠，17mg五水硫酸铜，2. 4g (6-叠氮基-6-脱氧基)-b-环糊精，接着将试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在75°C、25W功率下反应80min。即可得到CD-PEI 1，然后用130mL丙酮进行沉淀后再进行透析；(3)制备Ada-Cal 将0. 30g(2)中生成物和0. 55g三环癸烷胺的正丙醇溶液12mL， 加入8mL 1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺的正丙醇溶液，反应溶液加热到50°C搅拌反应18 小时，将反应的混合物过滤，用丙酮沉淀后，将得到的产物溶解并冷冻干燥得到固体样品；(4)超支化分子自组装将0. 7mg(2)中制备的CD-PEI 1和1. 5mg(3)中制备的 Ada-Cal加入到13mL蒸馏水中搅拌20小时。实施例五(1)制备PEI 1 将0. 9g的5_己炔酸和1. 3g的PEI的酰胺类同系物的DMF溶液 SmL加入到耐高压试管中，试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在75°C、40W功率下反应20min ；(2)制备CD-PEI 1 往(1)中的生成物溶液中加入25mg抗坏血酸钠，13mg五水硫酸铜，2g γ-环糊精，接着将试管密封后置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在80°C、25W功率下反应85min。即可得到⑶-PEI 1，然后用135mL丙酮进行沉淀后再进行透析；(3)制备Ada-Cal 将0. 35g⑵中生成物和0. 54g三环癸烷胺的DMF溶液8mL，加入8mL 1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺的DMF溶液，反应溶液加热到65°C搅拌反应28小时，将反应的混合物过滤，用丙酮沉淀后，将得到的产物溶解并冷冻干燥得到固体样品；(4)超支化分子自组装将0. Smg(2)中制备的CD-PEI 1和1. 2mg(3)中制备的 Ada-Cal加入到IOmL蒸馏水中搅拌20小时。制备得到的纳米管状囊泡膜厚度大约为8nm，直径约为40nm，长度约为2 4 μ m。 该囊泡可以在较宽的PH值范围保持性能稳定。申请人:声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制备方法，但本发明并不局限于上述制备方法，即不意味着本发明必须依赖上述制备方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种利用改性超支化高分子制备类生物膜囊泡结构的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)制备PEI1 将5-己炔酸和PEI的酰胺类同系物配成溶液加入到试管中，将试管密封后进行加热；所述溶液中5-己炔酸的质量浓度为0. 05 0. 2g/mL，聚合物PEI的酰胺类同系物质量浓度为0. 07 0. 25g/mL ；(2)制备CD-PEI1 往(1)中的生成物溶液中加入抗坏血酸钠，五水硫酸铜，环糊精， 然后将试管密封后加热反应，得到CD-PEI 1，然后用丙酮进行沉淀后透析；所述抗坏血酸钠、五水硫酸铜、环糊精在溶液中的质量浓度分别为1. 67 10mg/mL、0. 67 3. 3mg/mL, 0. 12 5mg/mL ；所述丙酮的体积为上述溶液体积的6. 6 25倍；(3)制备Ada-Cal将O)中的生成物和三环癸烷胺配成溶液，并加入1. 032g/mL的二环己基碳二亚胺溶液，加热到30°C以上后搅拌反应至少10小时，然后将反应混合物过滤， 用丙酮沉淀，将得到的产物溶解并冷冻干燥；所述O)中的生成物和三环癸烷胺在溶液中的质量浓度分别为0. 007 0. 075g/mL、0. 027 0. lg/mL ；二环己基碳二亚胺溶液的体积为上述溶液的0. 8 3倍；(4)超支化分子自组装将(2)中制备的CD-PEI1和(3)中制备的Ada-Cal加入到水中搅拌至少10小时，得到类生物膜囊泡结构；所述⑶-PEI 1和Ada-Cal的质量浓度均为 0.03 0. 3mg/mL。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的加热方式为将密封试管置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在70 95°C、20 50W功率下反应10 60min。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤O)的加热方式为将密封试管置于CEM单模式聚焦微波合成仪中在70 90°C、20 50W功率下反应 50 lOOmin。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)加热到30 80°C搅拌反应12 36小时。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)搅拌时间为12 36小时，优选20 M小时。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、Y-环糊精中的一种或几种，优选(6-叠氮基-6-脱氧基)-b-环糊精。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种，优选为二甲基甲酰胺。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述方法得到的类生物膜囊泡结构的膜厚度为6 10nm，直径为35 45nm，长度约为2 4 μ m。
全文摘要
本发明涉及一种利用改性超支化高分子制备类生物膜囊泡结构的方法，所述方法制得的仿生物膜结构的管状囊泡结构由一种生物相容性良好的超支化高分子通过改性后自组装形成。该囊泡结构具有更大的表面积，因而有利于化学改性并能提高药物装载量。这种结构有很多优点，在作为药物载体、基因载体和RNA载体等领域均有很高的应用潜能。
文档编号A61K48/00GK102504280SQ20111034664
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者许杉杉, 韩志超 申请人:无锡中科光远生物材料有限公司