[发明专利]一种温敏含糖嵌段聚合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种温敏含糖嵌段聚合物及其制备方法和在辅助溶菌酶复性的用途。

背景技术

含糖聚合物是一种人工合成的模拟天然糖复合物的功能高分子材料，根据其结构主要分为两大类：一类主链含糖，另一类支链含糖(各种单糖、双糖和寡糖)。目前研究报道较多的支链含糖聚合物，不仅可直接用于生物化学和生物医学，如蛋白质的分离、细胞培养及缓释药物等，而且其支链上的糖可以被生物体内的糖类受体识别，是研究细胞间分子识别行为和深入认识生命现象的模型分子。然而，这类聚合物大多是通过含糖的不饱和单体(如丙烯酸酯类)聚合得到的，其主链都不可生物降解，长期用于人体将会有难以预料的副作用，这极大地限制了含糖聚合物在生物医药领域的应用。

全亲水性嵌段共聚物(double hydrophilic blockcopolymers，DHBCs)指由两种或两种以上具有不同化学结构水溶性链段构成的嵌段共聚物，其中一个或两个链段具有环境响应性。在一定条件下，DHBCs可完全溶于水，当环境条件如pH、温度改变时，其中一个链段变为非水溶性，从而可在水溶液中自组装得到胶束。由DHBCs自组装制备纳米粒子不需引入任何有机溶剂，可在完全亲水的环境下进行，这相对于传统的由两亲性嵌段共聚物来制备纳米粒子具有不可比拟的优势。聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)是一类典型的对温度敏感的水溶性高分子，被广泛应用于药物释放、基因载体、蛋白质工程等生物医药领域。基于PNIPAAm构造的全亲水性嵌段共聚物能够发生温度改变诱导的自组装，可应用在生物医药领域，如药物控制释放(Journal of Controlled Release，2005，103：341-353.)等。将多(低聚)糖与PNIPAAm连接构造的全亲水性嵌段共聚物，将综合含糖聚合物和温敏聚合物的优点，有望成为一类性能优异的功能高分子材料。然而，到目前为止，有关此类研究鲜见报道。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种温敏含糖嵌段聚合物。本发明直接把糖链与PNIPAAm链连接，制备了一种温敏含糖全亲水性嵌段聚合物，并将其应用于辅助溶菌酶复性。

本发明的另一目的在于提供上述温敏含糖嵌段聚合物的制备方法。本发明首先用I₂/KOH将麦芽七糖氧化成酮式麦芽七糖，然后以二氨基乙硫醇盐酸盐作链转移剂，通过N-异丙基丙烯酰胺单体的自由基均聚合得到胺端基聚(N-异丙基丙烯酰胺)，最后通过酮式麦芽七糖与端氨基聚(N-异丙基丙烯酰胺)间的偶联反应制备得到温敏含糖嵌段聚合物。

本发明的再一目的在于提供上述温敏含糖嵌段聚合物在辅助溶菌酶复性的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种温敏含糖嵌段聚合物，其分子结构如下：

其中聚(N-异丙基丙烯酰胺)即PNIPAAm链段的数均分子量在10000～30000之间。

上述的温敏含糖嵌段聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)酮式麦芽七糖的制备：搅拌下将碘的甲醇溶液滴加到麦芽七糖水溶液中，所述麦芽七糖水溶液的浓度在0.4～0.5g/ml之间，麦芽七糖和碘的物质的量比为1∶2～3，碘的甲醇溶液与麦芽七糖水溶液的体积比为1∶0.25～0.27；然后将所得混合液升温到40～45℃，并继续滴加氢氧化钾的甲醇溶液，所加入氢氧化钾的甲醇溶液体积是碘的甲醇溶液体积的2倍，其中氢氧化钾的物质的量是碘的物质的量的2～3倍，滴加完毕后继续保温反应至碘的颜色消失；然后将所得反应混合物在冰-水浴中冷却后至晶体析出，经过滤、甲醇和乙醇依次洗涤、真空干燥后得到晶体；将所得晶体溶解在水中，经活性碳脱色、填充有酸性离子交换树脂的色谱柱分离后，所得水溶液蒸去大部分溶剂水后经冷冻干燥得到酮式麦芽七糖(MH)。

(2)胺端基聚(N-异丙基丙烯酰胺)的制备：将物质的量比为1∶x∶0.005的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、二氨基乙硫醇盐酸盐(AET·HCl)、偶氮二异丁腈(AIBN)溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，所述x的值在0.01～0.025之间；通氮气30～35min后，升温到70～75℃并在氮气保护下搅拌反应7～8h；反应完毕冷却到室温后，先加入KOH除去二氨基乙硫醇盐酸盐(AET·HCl)上的HCl，然后倒入18～20倍于其体积的乙醚中形成沉淀；所得沉淀再用四氢呋喃/乙醚重新溶解/沉淀一次，沉淀干燥后即得产物胺端基聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm-NH₂)。