梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的制備方法。其過程是利用可逆加成-裂解鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)合成含有聚甲基丙烯酸羥乙酯鏈段的兩嵌段共聚物，去除二硫代苯甲酸酯端基后，嵌段共聚物與丙烯酰氯反應(yīng)，合成側(cè)鏈修飾有丙烯酸酯基團的嵌段共聚物。然后室溫下，在N，N-二甲基甲酰胺/水溶液中聚合物與還原型谷光甘肽進行反應(yīng)，得到梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物。本發(fā)明所制備的梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物在水溶液中能夠自組裝成納米膠束，具有pH響應(yīng)性，生物識別性及降解性，在藥物控釋、生物醫(yī)學(xué)和生物檢測等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來聚合物與蛋白質(zhì)、多肽相結(jié)合形成的生物綴合物(Bioconjugates)不僅可以成為新型的治療劑和生物探針，而且作為新型的功能材料在生物技術(shù)，生物醫(yī)藥，功能性納米材料等方面具有廣闊和深遠的應(yīng)用前景?；钚宰杂苫酆霞夹g(shù)為合成各種分子量及結(jié)構(gòu)可控的聚合物提供了方便有效的途徑，促進了制備具有精確結(jié)構(gòu)的聚合物-蛋白質(zhì)/多肽生物綴合物的發(fā)展。文獻報道合成聚合物-蛋白質(zhì)/多肽生物綴合物的方法很多，主要分為“grafting from”和“grafting to”兩種途徑。采用蛋白質(zhì)或多肽分子修飾的引發(fā)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑，通過“graftingfrom”的途徑可以直接得到聚合物生物綴合物(Boyer, C., Bulmus,V.，Liu, J.Q.，Davis, T.P.，Stenzel，M.H.，Barner-Kowo11 ik, C.，J.Am.Chem.Soc.2007，129:7145.),但是考慮到蛋白質(zhì)、多肽的生物活性，這一方法比較適用于較低溫度下水體系中的聚合，這樣就限制了可適用的單體范圍。將活性自由基聚合技術(shù)與各種偶聯(lián)化學(xué)尤其是簡便高效的“點擊”化學(xué)相結(jié)合(Sumerlin, B.S.，Vogt, A.P.，Macromolecules 2010，43:1.),通過“grafting to”的途徑合成聚合物生物綴合物(Li, M.，De, P.，Gondi, S.R.，Sumerlin, B.S., Macromol.Rapid Commun.2008,29:1172.),反應(yīng)條件溫和,選擇性好,產(chǎn)率高，豐富了生物綴合物的結(jié)構(gòu)與功能化設(shè)計，可以得到具有各種拓撲結(jié)構(gòu)及先進功能性的生物材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種制備梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的新方法，該方法通過可逆加成-裂解鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合技術(shù)合成側(cè)鏈含有羥基的嵌段共聚物，去除端基二硫苯甲酯基團后，通過與丙烯酰氯反應(yīng)，得到丙烯酸酯修飾的嵌段聚合物，通過巰基-烯烴點擊化學(xué)將還原型谷光甘肽鍵接到聚合物的側(cè)鏈，制備出梳狀結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物。這種梳狀結(jié)構(gòu)生物綴合物在水溶液中自組裝形成球形膠束，尺寸均勻，具有pH響應(yīng)性，在酸性條件下可釋放出谷光甘肽，可作為藥物載體應(yīng)用于藥物控釋。所采用的綴合方法具有反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高，可適用于綴合其它含自由巰基生物分子等優(yōu)點。
[0004]技術(shù)方案
[0005]利用RAFT聚合技術(shù)進行甲基丙烯酸酯類單體的聚合，合成窄分子量分布的大分子RAFT試劑，然后以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為第二單體進行嵌段共聚合，得到兩嵌段共聚物。80°C條件下，嵌段共聚物與過量的偶氮二異丁氰(AIBN)反應(yīng)，去除端基二硫苯甲酯基團。在無水THF中，去除端基后的聚合物與丙烯酰氯反應(yīng)，得到丙烯酸酯修飾的嵌段共聚物。將丙烯酸酯修飾的聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，還原型谷光甘肽(GSH)溶于二次水，氮氣氣氛下，將GSH水溶液滴加入聚合物溶液中，室溫攪拌下反應(yīng)3天，二次水透析(MWC0 3500)兩天，冷凍干燥得到聚合物-多肽生物綴合物。[0006]具體反應(yīng)過程:
【權(quán)利要求】
1.一種梳型結(jié)構(gòu)的聚合物-多肽生物綴合物，其特征是具有PH響應(yīng)性，生物識別性，水溶液中形成球形膠束，酸性條件下可以釋放綴合的多肽分子。 所述的聚合物是甲基丙烯酸甲酯類單體通過可逆加成-裂解鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合合成的嵌段共聚物，數(shù)均分子量5，OOO~10，OOOg/mol，分子量多分散指數(shù)ΗΠ < 1.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物-多肽生物綴合物，其特征在于所述的甲基丙烯酸甲酯類單體是甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)，3-甲基丙烯?；?1，2:5，6-雙-O-異丙基-D-呋喃葡萄糖(MAIpGlc)，6-0-甲基丙烯酰_1，2:3，4-雙-O-異亞丙基-D-吡喃半乳糖(MAIpGal)，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物-多肽生物綴合物的合成方法，其特征在于包括以下步驟: 1)合成大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，方法是將甲基丙烯酸甲酯類單體與引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑溶于有機溶劑中，液氮冷凍一抽真空-充氮氣循環(huán)三次后，70°C聚合24小時，終止反應(yīng)，聚合物經(jīng)過沉淀、離心純化除去未反應(yīng)的單體，真空烘箱干燥至恒重，得到大分子鏈轉(zhuǎn)移劑； 2)將第一步合成的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑與甲基丙烯酸羥乙酯、引發(fā)劑溶于有機溶劑中，液氮冷凍-抽真空-充氮氣循環(huán)三次后，70°C聚合24小時，終止反應(yīng)，聚合物經(jīng)過沉淀、離心純化除去未反應(yīng)的單體，真空烘箱干燥至恒重，得到兩嵌段共聚物； 3)將第二步合成的嵌段共聚物與過量的偶氮二異丁腈、溶劑一起加熱至80°C，反應(yīng)3小時后，聚合物經(jīng)沉淀、離心分離純化，得到去除二硫苯甲酯端基的嵌段共聚物； 4)將第三步制備的嵌段共聚物與丙烯酰氯在室溫下反應(yīng)24小時，產(chǎn)物透析2天純化，冷凍干燥得到丙烯酸酯修飾的嵌段共聚物； 5)第三步制備的嵌段共聚物若含有保護`性基團的含糖聚合物，在80%甲酸溶液中脫除保護基團，水解產(chǎn)物透析2天純化，冷凍干燥得到含糖嵌段聚合物； 6)將第四步制備的聚合物或第五步得到的含糖嵌段聚合物與還原型谷光甘肽溶于N，N-二甲基甲酰胺/水溶液中，弱堿性反應(yīng)24小時，產(chǎn)物經(jīng)透析純化，冷凍干燥得到梳型結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梳型結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的合成方法，其特征在于所述的甲基丙烯酸甲酯類單體和有機溶劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、自由基引發(fā)劑的用量比: 單體濃度:10-30wt%，質(zhì)量％:總單體質(zhì)量/(總單體質(zhì)量+有機溶劑質(zhì)量)； 單體/鏈轉(zhuǎn)移劑:30-60mol/mol，摩爾比:單體摩爾數(shù)/鏈轉(zhuǎn)移劑摩爾數(shù)； 鏈轉(zhuǎn)移劑/自由基引發(fā)劑:6-10mOl/mOl，摩爾比:鏈轉(zhuǎn)移劑摩爾數(shù)/自由基摩爾數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梳型結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的合成方法，其特征在于所述的嵌段共聚物中第一嵌段聚合物聚合度10-40，第二嵌段聚合度7-10。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梳型結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的合成方法，其特征在于所述的含糖段聚合物側(cè)鏈為葡萄糖基或半乳糖基。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的梳型結(jié)構(gòu)聚合物-多肽生物綴合物的合成方法，其特征在所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯，自由基引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
【文檔編號】C08F293/00GK103865012SQ201210552250
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】劉麗, 王曉蓓, 羅燕, 石海婷 申請人:南開大學(xué)