CN102000340A - 一种靶向性高分子药物载体及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种靶向性高分子药物载体及制备方法和应用，其分子结构式如图所示，其制备方法为：a)按Pluronic∶Biotin摩尔比1∶1.1-1.5投料，溶于二氯甲烷，加入4-二甲氨基吡啶，冰水浴条件下滴加1，3-二环己基碳二亚胺，室温反应24-48h，再用10-15％NaHCO3萃取反应液，冷冻过夜，过滤除去不溶物；再浓缩反应液，将其滴入冷无水乙醚，过滤，真空干燥；b)用干燥甲苯溶解产物，氩气条件下蒸馏，共沸法除水，冷却至室温，在氩气条件下按产物重量的50-90％加入丙交酯和按丙交酯重量的0.1-0.15％加入辛酸亚锡，加热至120-140℃，搅拌下，反应6-8小时；反应物沉入冷乙醚中，过滤；二氯甲烷溶解聚合物，沉入甲醇中，过滤，干燥；本发明载体可作为治疗、诊断癌症药物的载体应用。
Description
技术领域
本发明属于生物医药领域，涉及一种高分子药物载体及其制备方法和应用。
背景技术
在高分子材料中，两亲性高分子，尤其是生物相容的两亲性高分子(也就是含有亲水性和疏水性两种链段的高分子)被研究得最多，因为它们可以在水中通过疏水链段间的疏水作用等自聚集(self-assembly)形成具有各种不同形态的纳米粒子，这种性质使得两亲性高分子在药物释放体系(Drug Delivery System，DDS)有很大的应用前景。而且与脂质体等小分子表面活性剂相比，两亲性高分子聚集形成的纳米粒子稳定性更好。
对高分子纳米粒子的表面进行靶向性基团的修饰，可以提高药物输送的选择性和疾病治疗的有效性。因为靶向型纳米粒子将包埋的药物定向输送到肿瘤等病变部位，这样既可以减少药物对正常细胞的损害，又可因提高药物利用率而减少药物的用量，从而减轻药物对人体产生的副作用。因此，靶向型高分子纳米粒子在DDS有很大的应用前景。
表面用生物素(Biotin)修饰的高分子纳米粒子，可以通过与抗生素蛋白(Avidin)之间的非共价键相互作用，形成含有靶向基团的生物靶向型纳米粒子。如图1示意图所示，一个Avidin分子有四个Biotin分子的结合位点。Biotin与Avidin间的相互作用，是目前所知最强的非共价键、生物相互作用(缔合常数，1015M-1)。它们之间的作用非常快速，且条件温和。这样通过Avidin的桥连作用，高分子纳米粒子可与含有Biotin的靶向配体(如抗体)结合，然后通过配体-受体(ligand-receptor)间的识别作用(如抗体-抗原间的特异识别作用)，便可以实现对靶细胞的定向输送。
把荧光染料通过化学键接在靶向型纳米粒子中后，我们可以利用荧光显微镜，研究药物载体是否具有靶向性，以及载体如何进入细胞、进入细胞后作用于什么部位等等问题。荧光素异硫氰酸酯(FITC)、罗丹明(rhodamine)等有机荧光染料已被广泛应用于细胞检测、诊断学和分子成像等生物医药研究中。但是，如果只是将这些荧光染料通过物理方式包埋入纳米粒子中，荧光染料可能会慢慢泄漏出来，因此并不能直接、有效地说明，作为药物载体的纳米粒子是否真正进入细胞。因此，将荧光探针通过化学键连接在纳米粒子上，来研究纳米粒子在体内及细胞内的分布，是很有必要的。
检索显示，目前为止，只有关于Biotin-PEO-PLA嵌段共聚物合成的文献报导。
发明内容
本发明的目的是合成开发具有新型化学结构、含有生物靶向和荧光探针的双功能纳米粒子，使其作为药物载体，对癌症等疾病的诊断、预防和有效治疗提供有利帮助。拟合成的新型两亲性嵌段共聚物由生物相容性PEO-PPO-PEO
和生物可降解性聚丙交酯(PLA)构成，并分别在Pluronic端接上生物素(Biotin)和在PLA端接上荧光染料罗丹明，最终为Biotin-Pluronic-PLA，具体化学结构如图2所示。
本发明所述的载体(Biotin-Pluronic-PLA)的化学结构为：
本发明所述的载体，通过荧光探针TMRCA修饰后的化学结构为：
本发明所述载体的制备是通过以下技术方案实现的。合成路线如图4所示
a)Biotin-Pluronic-OH的合成：按Pluronic∶Biotin摩尔比1∶1.1至1∶1.5投料，溶于二氯甲烷中，并加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)，接着在冰水浴条件下滴加溶于二氯甲烷的1，3-二环己基碳二亚胺(DCC)。滴加结束后，室温下继续反应24-48小时。然后用10-15％NaHCO3萃取整个反应液，以除去未反应的Biotin。萃取结束后，将反应液冷冻过夜，然后过滤除去不溶物。接着浓缩反应液，然后将之滴入冷无水乙醚，过滤，真空干燥，制得一端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-OH。其中可能含有少量两端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-Biotin，此聚合物可以在b)步骤的反应中纯化除去。
b)Biotin-Pluronic-PLA的合成：用Biotin-Pluronic-OH做大分子引发剂和辛酸亚锡为催化剂，在无水、无氧的条件下，引发环状单体丙交酯(lactide，LA)进行开环聚合反应，最终得到所需的共聚物。具体合成方法为：用干燥甲苯溶解Biotin-Pluronic-OH后，在氩气条件下蒸馏，利用共沸法除水，冷却至室温后，在氩气条件下加入丙交酯(Biotin-Pluronic-OH重量的50-90％)和辛酸亚锡(为LA重量的0.1-0.15％)。然后将反应物加热至120-140℃，搅拌下，反应持续6-8小时；然后，将反应物沉入冷乙醚中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到Biotin-Pluronic-PLA共聚物(载体)。
本发明所述的载体，还可以通过用荧光探针TMRCA进行进一步的修饰，其反应步骤如下(如图5所示)：
采用Biotin-Pluronic-PLA∶TMRCA摩尔比约1∶3至1∶5投料，溶于干燥甲苯中。在氩气条件下，于80-85℃搅拌反应5-6小时。然后将反应物在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中透析5-7天以除去未接上的TMRCA，此后再在超纯水中透析3-5天以除去DMF。最终将透析袋内的水溶液冻干，便制得Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA共聚物(载体)。
本发明还涉及载体作为治疗、诊断癌症药物的载体的应用。
本发明将通过Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA共聚物所形成的纳米粒子对癌细胞等细胞的靶向行为，作进一步的说明。
(1)先用常规方法制备Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA纳米粒子，可以采用透析法制备纳米粒子。其操作步骤为：先将Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA共聚物(10mg)溶于四氢呋喃(THF)中，然后搅拌下将此溶液滴加入超纯水(12.5g)中。所形成的Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA纳米粒子在水中透析以除去THF。
(2)体外药物释放动力学方面的研究：
(a)在共聚物所形成的纳米粒子内包埋抗癌药物如紫杉醇(paclitaxel，pac)等，通过紫外-可见分光光度计(UV)测试包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的包埋效率(loading efficiency)和包埋能力(loading capacity)。
操作步骤为：先将Biotin-Pluronic-PLA共聚物(24mg)和pac(1.5mg)溶于THF中，然后搅拌下将此溶液滴加入超纯水(45g)中。所形成的包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子在水中透析以除去THF和未被包埋的pac。为了测试包埋效率和包埋能力，将包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子水溶液冻干，然后溶于THF中以将包埋在纳米粒子中的pac释放出来，接着通过UV测试其在252nm处的吸光度，通过吸光度与pac在THF中浓度的标准曲线得到所包埋的pac的质量。
测试得到，B-F127-PLA纳米粒子的pac包埋效率分别为80％，而包埋能力为5％。
包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的大小和形态由透射电镜(TEM)测试。透射电镜样品用磷钨酸钠负染色。Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的电镜图见图4。由图可知，纳米粒子的形态为球形胶束，平均直径约170nm。
(b)通过高效液相色谱(HPLC)检测包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的体外释放行为。实施步骤为：将包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子水溶液(0.5mg/ml，10g)放入透析袋，然后将此透析袋放入装有磷酸缓冲溶液(PBS，pH 7.4，0.01M，100g)的试剂瓶中。接着将此试剂瓶放入37℃水浴中，保持震荡。在预定时间，取出透析袋外的pac释放液(5ml)用HPLC测试pac的浓度。同时加入PBS缓冲液(5ml)以保持体外释放液的体积。HPLC的测试条件为：UV检测器，227nm；ZorbaxEclipse XDB-C18柱；流动相：乙腈/PBS(50/50v/v)；流速：1ml/min。
包埋pac的Biotin-F127-PLA纳米粒子的释放曲线见图5，紫杉醇在前6小时呈现快速释放，接着在长达近4天的时间呈现缓慢释放。
(3)共聚物的细胞毒性：
将Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子，加入卵巢癌细胞系OVCAR-3的培养液中，通过四甲基偶氮唑盐比色法(MTT法)，研究其细胞毒性。结果显示(见图6)，Biotin-F127-PLA共聚物有良好的生物相容性。
(4)共聚物所形成的纳米粒子对癌细胞等细胞的靶向行为：
(a)MTT法：Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子对癌细胞的靶向性是利用生物所-亲和素的三步法实现。所选癌细胞为两种卵巢癌细胞系，OVCAR-3(表面过度表达CA-125抗原)和卵巢癌细胞系SKOV-3(表面不表达CA-125抗原)。三步法的实施过程如下：第一步，细胞在生物素化的抗CA-125抗体，MAB X306(50μg/ml)中培养1小时；第二步，细胞在亲和素(50μg/ml)中培养20分钟；第三步，细胞在包埋pac的Biotin-F127-PLA纳米粒子中培养24小时。然后通过MTT法，用酶标仪测试细胞存活率，所得结果见图7。可以看到，OVCAR-3细胞的存活率明显低于SKOV-3细胞，表明了Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的有效靶向性。
(b)荧光显微镜(Fluorescence microscopy，FM)法：Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子对癌细胞的靶向性通过FM法得到再次证实。所选癌细胞仍然为卵巢癌细胞系OVCAR-3和SKOV-3。三步法的实施过程如下：第一步，细胞在生物素化的抗CA-125抗体，MAB X306(50μg/ml)中培养30分钟；第二步，细胞在亲和素(50μg/ml)中培养10分钟；第三步，细胞在Biotin-F127-PLA-TMRCA纳米粒子中培养2小时。然后通过FM观察，所得结果见图8。图中，b和d分别为OVCAR-3和SKOV-3的FM图。c和e分别为b和d的相对比图。可以看到，纳米粒子分别在两种细胞中培养2小时后，OVCAR-3细胞中的荧光强度明显强于SKOV-3细胞。这说明Biotin-F127-PLA-TMRCA纳米粒子能被更有效地、靶向地运输进入OVCAR-3细胞中。
本发明选择PEO-PPO-PEO嵌段共聚物，有如下优点：
1)PEO-PPO-PEO是一种已经商业化的产品(Pluronic)，而且，有一系列不同分子量、PEO与PPO嵌段比的Pluronic产品，与PEO相比，Pluronic不仅价钱便宜，而且有更多的选择性。
2)Pluronic具有很好的生物相容性，部分PEO含量高的Pluronic产品已经被美国食品与药物管理局(FDA)批准使用。
3)实验证明，表面由Pluronic形成的纳米粒子，将比表面是PEO的纳米粒子，更容易穿过细胞膜，因为Pluronic具有与细胞膜类似的两亲性。而且，Pluronic在基因治疗、癌症治疗等方面也发现有很好的应用前景。
本发明选择PLA作为疏水链段，因为它是生物相容性和生物降解性的聚酯。
本发明选择生物素接在Pluronic一端，可以保持抗体等配体的活性，而且可以实现多种靶向配体协同作用。
附图说明
附图1为Biotin-Avidin-Biotinylated ligand结合示意图。
附图2为Biotin-Pluronic-PLA的合成路线。
附图3为Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA的合成路线。
附图4为包埋pac的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子的透射电镜(TEM)图。
附图5为包埋pac的Biotin-F127-PLA纳米粒子的释放曲线。
附图6为Biotin-F127-PLA共聚物在OVCAR-3细胞中的细胞毒性。
附图7为用MTT法，通过酶标仪测试细胞存活率所得结果。
附图8为荧光显微镜(FM)图，其中b为OVCAR-3的FM图、d为SKOV-3的FM图，c和e分别为b和d的相对比图。图中标尺为30微米。
附图9为本发明所述的载体(Biotin-Pluronic-PLA)的化学结构。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA的合成。
a)Biotin-Pluronic-OH的合成：按Pluronic∶Biotin摩尔比1∶1.2投料，溶于二氯甲烷中，并加入4-二甲氨基吡啶，接着在冰水浴条件下滴加溶于二氯甲烷的1，3-二环己基碳二亚胺。滴加结束后，室温下继续反应38小时。然后用10％NaHCO3萃取整个反应液，以除去未反应的Biotin。萃取结束后，将反应液冷冻过夜，然后过滤除去不溶物。接着浓缩反应液，然后将之滴入冷无水乙醚，过滤，真空干燥，制得一端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-OH。其中可能含有少量两端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-Biotin，此聚合物可以在b)步骤的反应中纯化除去。
b)Biotin-Pluronic-PLA的合成：用Biotin-Pluronic-OH做大分子引发剂和辛酸亚锡为催化剂，在无水、无氧的条件下，引发环状单体丙交酯(lactide，LA)进行开环聚合反应，最终得到所需的共聚物。具体合成方法为：用干燥甲苯溶解Biotin-Pluronic-OH后，在氩气条件下蒸馏，利用共沸法除水，冷却至室温后，在氩气条件下加入丙交酯(Biotin-Pluronic-OH重量的50-90％)和辛酸亚锡(约为LA重量的0.1％)。然后将反应物加热至120℃，搅拌下，反应持续6小时；然后，将反应物沉入冷乙醚中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到Biotin-Pluronic-PLA共聚物。
c)Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA的合成：Biotin-Pluronic-PLA中PLA链段的羟基-OH用荧光探针TMRCA修饰，反应步骤如下：采用Biotin-Pluronic-PLA∶TMRCA摩尔比约1∶3投料，溶于干燥甲苯中。在氩气条件下，于80℃搅拌反应5小时。然后将反应物在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中透析5天以除去未接上的TMRCA，此后再在超纯水中透析3天以除去DMF。最终将透析袋内的水溶液冻干，便制得Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA共聚物。
实施例2。
Biotin-Pluronic-PLA对癌细胞的靶向的应用。
(1)先用常规方法制备Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子，可以采用透析法制备纳米粒子。其操作步骤为：先将Biotin-Pluronic-PLA共聚物10mg溶于四氢呋喃(THF)中，然后搅拌下将此溶液滴加入12.5g的超纯水中。所形成的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子在水中透析以除去THF；
(2)在共聚物所形成的纳米粒子内包埋抗癌药物紫杉醇，先将Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA24mg和紫杉醇1.5mg溶于THF中，然后搅拌下将此溶液滴加入45g的超纯水中。所形成的包埋紫杉醇的Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子在水中透析以除去THF和未被包埋的紫杉醇。
(3)Biotin-Pluronic-PLA纳米粒子对癌细胞的靶向性是利用生物所-亲和素的三步法实现。三步法的实施过程如下：第一步，细胞在生物素化的抗CA-125抗体，MABX306(50μg/ml)中培养1小时；第二步，细胞在亲和素(50μg/ml)中培养20分钟；第三步，细胞在包埋紫杉醇的Biotin-F127-PLA纳米粒子中培养24小时。
Claims (5)
1.一种靶向性高分子药物载体，其特征是由下列分子结构式构成：
2.根据权利要求1所述的载体，其特征是由下列分子结构式构成：
3.权利要求1所述的药物载体的制备，其特征是按以下步骤：
a)按Pluronic∶Biotin摩尔比1∶1.1至1∶1.5投料，溶于二氯甲烷中，并加入4-二甲氨基吡啶，接着在冰水浴条件下滴加溶于二氯甲烷的1，3-二环己基碳二亚胺；滴加结束后，室温下继续反应24-48小时；然后用10-15％NaHCO3萃取整个反应液，萃取结束后，将反应液冷冻过夜，然后过滤除去不溶物；接着浓缩反应液，然后将之滴入冷无水乙醚，过滤，真空干燥，制得一端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-OH；
b)用干燥甲苯溶解Biotin-Pluronic-OH后，在氩气条件下蒸馏，利用共沸法除水，冷却至室温后，在氩气条件下按Biotin-Pluronic-OH重量的50-90％加入丙交酯和按丙交酯重量的0.1-0.15％加入辛酸亚锡，然后将反应物加热至120-140℃，搅拌下，反应持续6-8小时；然后，将反应物沉入冷乙醚中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到Biotin-Pluronic-PLA；
4.权利要求2所述的药物载体的制备，其特征是按以下步骤：
a)按Pluronic∶Biotin摩尔比1∶1.1至1∶1.5投料，溶于二氯甲烷中，并加入4-二甲氨基吡啶，接着在冰水浴条件下滴加溶于二氯甲烷的1，3-二环己基碳二亚胺；滴加结束后，室温下继续反应24-48小时；然后用10-15％NaHCO3萃取整个反应液，萃取结束后，将反应液冷冻过夜，然后过滤除去不溶物；接着浓缩反应液，然后将之滴入冷无水乙醚，过滤，真空干燥，制得一端修饰Biotin的Biotin-Pluronic-OH；
b)用干燥甲苯溶解Biotin-Pluronic-OH后，在氩气条件下蒸馏，利用共沸法除水，冷却至室温后，在氩气条件下按Biotin-Pluronic-OH重量的50-90％加入丙交酯和按丙交酯重量的0.1-0.15％加入辛酸亚锡，然后将反应物加热至120-140℃，搅拌下，反应持续6-8小时；然后，将反应物沉入冷乙醚中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到Biotin-Pluronic-PLA；
c)采用Biotin-Pluronic-PLA∶TMRCA摩尔比约1∶3至1∶5投料，溶于干燥甲苯中；在氩气条件下，于80-85℃搅拌反应5-6小时，然后将反应物在N，N-二甲基甲酰胺中透析5-7天，再在超纯水中透析3-5天，最终将透析袋内的水溶液冻干，便制得Biotin-Pluronic-PLA-TMRCA。
5.权利要求1或2所述的载体作为治疗、诊断癌症药物的载体的应用。
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102276813B (zh) * | 2011-08-19 | 2013-01-16 | 江西科技师范学院 | 含叶酸靶向高分子药物载体及其制备方法 |
| CN102276813A (zh) * | 2011-08-19 | 2011-12-14 | 江西科技师范学院 | 含叶酸靶向高分子药物载体及其制备方法 |
| WO2013160773A3 (en) * | 2012-04-23 | 2014-03-06 | Nanogen Pharmaceuticals | Polymeric nanoparticles and process of preparation thereof |
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| CN104774322A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-15 | 江西科技师范大学 | 一种含Pluronic F87聚合物及其制备方法与应用 |
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| US11484507B2 (en) | 2016-11-02 | 2022-11-01 | Hillstream Biopharma, Inc. | Polymeric nanoparticles providing nucleic acids encoding TNF-α |
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