[发明专利]一种具有糖海绵功能的聚合物囊泡的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种聚合物囊泡及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，聚合物的自组装技术一直是各国科研工作者研究的热点，通过自组装技术可以得到各种各样的新奇结构，如胶束、囊泡、盘状结构、蠕虫状结构、棒状结构等。其中，聚合物囊泡由于内部具有空腔，因此具有更加广泛的应用范围。

刺激响应型聚合物囊泡指的是能够对某种外界刺激做出相应的响应的聚合物囊泡。这些外界刺激包括pH、温度、光、磁场和氧化还原条件等多种类型。在外界刺激条件改变的情况下，刺激响应型聚合物囊泡的形态、结构或者组成会发生相应的变化。正是这些智能响应性使得该种聚合物囊泡在很多领域都有广泛的应用潜力，如药物载体、微反应器、造影剂、金属纳米粒子制备模板等。

随着人们生活水平的日益提高，人们的饮食结构变得越来越不健康，导致了糖尿病等富贵病的流行与蔓延。研究表明，我国目前糖尿病在成人中的发病率高达9.6％，而患病人数更是达到了1亿以上。这是一个骇人听闻的数字，然而目前对于糖尿病的治疗一般仅限于控制饮食或注射胰岛素。由于不断注射胰岛素无疑会给患者带来极大的痛苦，因此科研工作者们一直在研究非注射法治疗糖尿病，而响应型聚合物组装体尤其是糖响应聚合物囊泡是一种非常有潜力的候选。人们一直期望将具有生物相容性的纳米生物材料做成“糖海绵”，这种材料能够在血管中循环，当血糖浓度高时，能够将糖吸进纳米结构中；而血糖浓度低时又可以将储存的糖释放出来，但是由于其难度较大，因此科学工作者们对于糖响应组装体的研究非常有限。

对于糖响应自组装体的研究更多的是将硼酸引入到聚合物中，这样能够与糖单元形成动态共价键，从而实现糖响应行为，但是这会受到pH值的影响，因此对于人体复杂环境而言，其应用前景受限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种糖响应型聚合物囊泡，其能够响应外界环境中的葡萄糖或甘露糖的浓度变化，并对该浓度变化具有缓冲作用，因此具有“糖海绵”功能。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种糖响应型聚合物囊泡，其包括：由两亲性含糖基聚合物组装而成的囊泡本体以及结合在囊泡本体上的伴刀豆球蛋白，两亲性含糖基聚合物为聚氧乙烯‐嵌段‐聚(二乙胺基甲基丙烯酸甲酯‐无规‐甲基香豆素甲基丙烯酸羟乙酯‐无规‐葡萄糖基甲基丙烯酸羟乙酯)。

其中，糖响应型聚合物囊泡的粒径为320～500nm；或者，两亲性含糖基聚合物的葡萄糖基与伴刀豆球蛋白的摩尔比为1︰(0.01～0.5)。

一种制备上述的糖响应型聚合物囊泡的方法，其包括如下步骤：

(1)、两亲性含糖基聚合物的合成步骤：

以溴化聚氧乙烯作为引发剂，至少将甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、香豆素单体、葡萄糖单体、催化剂、催化剂配体和第一类溶剂相混合，在无氧条件下于70～150℃下反应10～60h，依次经过旋蒸、溶解、过中性氧化铝柱、溶解、透析、冻干后得到聚合物粉末，将该聚合物粉末溶解在氯仿和甲醇的混合溶液中，加入强碱以脱去保护基(乙酰基)，处理后得到两亲性含糖基聚合物；

(2)、聚合物囊泡水溶液的制备步骤：

将步骤(1)所得两亲性含糖基聚合物以1.0～10mg/mL的浓度溶解在第二类溶剂中，在搅拌下以12～45d/min的速度滴加三倍于第二类溶剂体积的去离子水，透析后得到聚合物囊泡水溶液；

(3)、糖响应型聚合物囊泡的制备步骤：

将步骤(2)所得聚合物囊泡水溶液与伴刀豆球蛋白混合，过凝胶柱后在紫外光下交联，得到糖响应型聚合物囊泡。

其中，在步骤(1)中，引发剂、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、香豆素单体、葡萄糖单体、催化剂和催化剂配体的摩尔比例可以为1︰(50～200)︰(5～30)︰(6～35)︰1︰1.2。

第一类溶剂可以为二甲基甲酰胺、二甲亚砜、苯甲醚和对二甲苯的一种或几种。

催化剂可以为氯化亚铜或者溴化亚铜。

催化剂配体可以为PMDETA或联吡啶。

强碱可以为甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾和叔丁醇钾中的任意一种或几种。

后处理依次包括水洗、旋蒸、溶解、透析和冻干步骤。

在步骤(2)中，第二类溶剂可以为四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和环氧六环中的任意一种或几种。

在步骤(3)中，凝胶柱可以为葡聚糖凝胶柱、羟丙基葡聚糖凝胶柱、琼脂糖凝胶柱和聚丙烯酰胺凝胶柱中的任意一种。

上述的糖响应型聚合物囊泡作为葡萄糖或甘露糖的缓冲剂而得以应用。