[发明专利]梳状结构聚合物-多肽生物缀合物的制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型梳状结构聚合物-多肽生物缀合物的制备方法。

背景技术

近年来聚合物与蛋白质、多肽相结合形成的生物缀合物(Bioconjugates)不仅可以成为新型的治疗剂和生物探针，而且作为新型的功能材料在生物技术，生物医药，功能性纳米材料等方面具有广阔和深远的应用前景。活性自由基聚合技术为合成各种分子量及结构可控的聚合物提供了方便有效的途径，促进了制备具有精确结构的聚合物-蛋白质/多肽生物缀合物的发展。文献报道合成聚合物-蛋白质/多肽生物缀合物的方法很多，主要分为“grafting from”和“grafting to”两种途径。采用蛋白质或多肽分子修饰的引发剂或链转移剂，通过“graftingfrom”的途径可以直接得到聚合物生物缀合物(Boyer，C.，Bulmus，V.，Liu，J.Q.，Davis，T.P.，Stenzel，M.H.，Barner-Kowollik，C.，J.Am.Chem.Soc.2007，129：7145.)，但是考虑到蛋白质、多肽的生物活性，这一方法比较适用于较低温度下水体系中的聚合，这样就限制了可适用的单体范围。将活性自由基聚合技术与各种偶联化学尤其是简便高效的“点击”化学相结合(Sumerlin，B.S.，Vogt，A.P.，Macromolecules 2010，43：1.)，通过“grafting to”的途径合成聚合物生物缀合物(Li，M.，De，P.，Gondi，S.R.，Sumerlin，B.S.，Macromol.Rapid Commun.2008，29：1172.)，反应条件温和，选择性好，产率高，丰富了生物缀合物的结构与功能化设计，可以得到具有各种拓扑结构及先进功能性的生物材料。

发明内容

本发明提供了一种制备梳状结构聚合物-多肽生物缀合物的新方法，该方法通过可逆加成-裂解链转移(RAFT)自由基聚合技术合成侧链含有羟基的嵌段共聚物，去除端基二硫苯甲酯基团后，通过与丙烯酰氯反应，得到丙烯酸酯修饰的嵌段聚合物，通过巯基-烯烃点击化学将还原型谷光甘肽键接到聚合物的侧链，制备出梳状结构聚合物-多肽生物缀合物。这种梳状结构生物缀合物在水溶液中自组装形成球形胶束，尺寸均匀，具有pH响应性，在酸性条件下可释放出谷光甘肽，可作为药物载体应用于药物控释。所采用的缀合方法具有反应条件温和，产率高，可适用于缀合其它含自由巯基生物分子等优点。

技术方案

利用RAFT聚合技术进行甲基丙烯酸酯类单体的聚合，合成窄分子量分布的大分子RAFT试剂，然后以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为第二单体进行嵌段共聚合，得到两嵌段共聚物。80℃条件下，嵌段共聚物与过量的偶氮二异丁氰(AIBN)反应，去除端基二硫苯甲酯基团。在无水THF中，去除端基后的聚合物与丙烯酰氯反应，得到丙烯酸酯修饰的嵌段共聚物。将丙烯酸酯修饰的聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，还原型谷光甘肽(GSH)溶于二次水，氮气气氛下，将GSH水溶液滴加入聚合物溶液中，室温搅拌下反应3天，二次水透析(MWCO 3500)两天，冷冻干燥得到聚合物-多肽生物缀合物。

具体反应过程：

本发明中合成的两嵌段共聚物分子量Mn范围5,000～10,000g/mol，分子量多分散指数PDI＜1.3，聚甲基丙烯酸羟乙酯的聚合度为7～10。所述的单体是甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)，3-甲基丙烯酰基-1，2：5，6-双-O-异丙基-D-呋喃葡萄糖(MAIpGlc)，6-O-甲基丙烯酰-1，2：3，4-双-O-异亚丙基-D-吡喃半乳糖(MAIpGal)。

本发明所述的梳状结构聚合物-多肽生物缀合物的制备方法包括以下步骤：

1)合成大分子链转移剂，以CPADB为链转移剂进行甲基丙烯酸酯类单体的RAFT聚合。方法是在反应瓶中加入单体，自由基引发剂以及链转移剂，加入有机溶剂溶解后，液氮冷冻-抽真空-充氮气，循环三次，然后水浴加热至70℃，聚合24小时，终止反应，聚合物经过沉淀、离心纯化除去未反应的单体，真空烘箱干燥至恒重，得到大分子链转移剂；

2)将第一步合成的大分子链转移剂溶解在有机溶剂中，加入甲基丙烯酸羟乙酯，引发剂，液氮冷冻-抽真空-充氮气，循环三次，然后水浴加热至70℃，聚合24小时，终止反应，聚合物经过沉淀、离心纯化除去未反应的单体，真空烘箱干燥至恒重，得到两嵌段共聚物；