[发明专利]壳聚糖/聚赖氨酸树状大分子核壳纳米粒及其制备方法

权利要求书

1.一种壳聚糖/聚赖氨酸树状大分子核壳纳米粒，其特征在于，它是由重均分子量为5×10⁴～2×10⁵、脱乙酰度为85～100％的式(1)所示的壳聚糖，通过其上的氨基与聚赖氨酸树状大分子上的羧基之间的酰胺反应构成的壳聚糖衍生物，该壳聚糖衍生物在水溶液中自聚集成以聚赖氨酸树状大分子为核，以壳聚糖为壳的核壳型纳米粒；

所述的聚赖氨酸树状大分子为以赖氨酸为结构单元的脱甲酯保护的2代聚赖氨酸树状大分子、3代聚赖氨酸树状大分子或4代聚赖氨酸树状大分子；所述2代聚赖氨酸树状大分子结构为式(2)所示，3代聚赖氨酸树状大分子结构为式(3)所示，4代聚赖氨酸树状大分子结构为式(4)所示。

2.一种权利要求1所述的壳聚糖/聚赖氨酸树状大分子核壳纳米粒的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

首先在搅拌条件下，将壳聚糖溶于蒸馏水中，配制成浓度为0.5mg/ml～5mg/ml的壳聚糖的水溶液，记为A溶液；在20～35℃，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，往聚赖氨酸树状大分子、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺EDC及1-羟基-苯并三氮HOBt的N,N-二甲基甲酰胺DMF溶液中滴加所述A溶液，其中按壳聚糖分子链上的氨基与脱甲酯保护的聚赖氨酸树状大分子上的羧基、EDC及HOBt的摩尔比为1：(1-4)：(1.5-6)：(1-2)，所述DMF溶液为DMF与蒸馏水的体积比为(1～4)：1混合；之后，继续搅拌反应2～5天；反应结束后，旋蒸除去溶剂蒸馏水和DMF；将所得粗产物于去离子水中透析2～4天，冷冻干燥，得到壳聚糖接枝聚赖氨酸树状大分子的核壳纳米粒；所述的聚赖氨酸树状大分子为以赖氨酸为结构单元的脱甲酯保护的2代聚赖氨酸树状大分子、3代聚赖氨酸树状大分子或4代聚赖氨酸树状大分子。

3.根据权利要求2所述的壳聚糖/聚赖氨酸树状大分子核壳纳米粒的制备方法，其特征在于，所述聚赖氨酸树状大分子为以赖氨酸为结构单元的脱甲酯保护的2代聚赖氨酸树状大分子、3代聚赖氨酸树状大分子或4代聚赖氨酸树状大分子；

(a)所述2代聚赖氨酸树状大分子的合成步骤如下：

在20～35℃，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按甲酯保护的赖氨酸MeO-Lys与叔丁氧羰基Boc保护的赖氨酸Boc-Lys(Boc)-OH、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺EDC及1-羟基-苯并三氮HOBt的摩尔比为1：(2～5)：(2～8)：(2～4.5)，甲酯保护的赖氨酸浓度为0.025～0.25g/ml，将上述各反应原料溶于二氯甲烷DCM中；氮气保护，继续搅拌下，按甲酯保护的赖氨酸与N-乙基二异丙胺DIPEA的摩尔比为1：(5～15)，缓慢加入N-乙基二异丙胺；之后，在20～35℃下，以500～1000转/分钟搅拌反应24～72h；反应结束以后，旋蒸除去溶剂DCM；残余物用大量三氯甲烷溶解，再按三氯甲烷与水相的体积比为1：0.5～1，依次用饱和NaCl溶液、饱和NaHCO₃溶液、0.5～2mol/l稀盐酸和饱和NaCl溶液洗涤，所得油层经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸，之后采用硅胶柱层析法分离，其中洗脱剂为体积比为(8～1)：1的二氯甲烷/乙酸乙酯混合溶剂，经浓缩、真空干燥，得到Boc保护的2代聚赖氨酸树状大分子MeO-Lys(G2)-(Boc)₄，简写为G2-Boc；

在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按G2-Boc与三氟乙酸TFA的摩尔比为1：(20～60)，将TFA缓慢加入所述浓度为0.1g/ml～1g/ml的G2-Lys-(Boc)₄的重蒸二氯甲烷溶液中；之后，在20～35℃，氮气保护下，以500～1000转/分钟搅拌反应3～8h；反应结束以后，旋蒸除去溶剂DCM和TFA；残余物用大量的无水乙醚沉淀，弃去上清液，旋蒸除去残余的无水乙醚，得到脱Boc保护的2代聚赖氨酸树状大分子(MeO-Lys(G2)-H，简写为G2-NH₂)；

在20～35℃，以500～1000转/分钟搅拌下，按G2-Boc与NaOH的摩尔比为1：(5～15)将G2-Boc溶于浓度为0.5～2mol/l的NaOH的甲醇溶液；之后，继续搅拌反应3～8h；反应结束以后，旋蒸除去甲醇，残余物用大量三氯甲烷溶解，0.5～2mol/l稀盐酸调pH为1～2，萃取所得油相经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸、真空干燥，得到式2所示的脱甲酯保护的2代聚赖氨酸树状大分子HO-Lys(G2)-(Boc)₄，简写为G2-COOH；

(b)所述3代聚赖氨酸树状大分子的合成步骤如下：

在20～35℃，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按G2-NH₂、与Boc-Lys(Boc)-OH、HOBt及苯并三氮唑-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸盐HBTU的摩尔比为1：(4～10)：(4～8)：(4～10)，G2-NH₂浓度为0.03～0.1g/ml，将各反应原料溶于N,N-二甲基甲酰胺DMF中；氮气保护，继续搅拌下，按G2-NH₂与N-乙基二异丙胺的摩尔比为1：(10～30)，缓慢加入N-乙基二异丙胺；之后，在20～35℃下，以500～1000转/分钟搅拌反应48～96h；反应结束以后，旋蒸除去溶剂DMF；残余物用大量三氯甲烷溶解，再按三氯甲烷与水相的体积比为1：0.5～1，依次用饱和NaCl溶液、饱和NaHCO₃溶液、0.5～2mol/l稀盐酸和饱和NaCl溶液洗涤，所得油层经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸，之后采用硅胶柱层析法分离，其中洗脱剂为体积比为(30～5)：1的二氯甲烷/甲醇混合溶剂，经浓缩、真空干燥，得到Boc保护的3代聚赖氨酸树状大分子MeO-Lys(G3)-(Boc)₈，简写为G3-Boc；

在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按G3-Boc与三氟乙酸的摩尔比为1：(40～100)，将三氟乙酸缓慢加入所述浓度为0.1g/ml～1g/ml的G3-Boc的N,N-二甲基甲酰胺溶液中；之后，在20～35℃，氮气保护下，以500～1000转/分钟搅拌反应3～8h；反应结束以后，旋蒸除去溶剂DMF和TFA；残余物用大量的无水乙醚沉淀，弃去上清液，旋蒸除去残余的无水乙醚，得到脱Boc保护的3代聚赖氨酸树状大分子MeO-Lys(G3)-H，简写为G3-NH₂；

在20～35℃，以500～1000转/分钟搅拌下，按G3-Boc与NaOH的摩尔比为1：(5～15)将G3-Boc溶于浓度为0.5～2mol/l的NaOH的甲醇溶液；之后，继续搅拌反应3～8h；反应结束以后，旋蒸除去甲醇，残余物用大量三氯甲烷溶解，0.5～2mol/l稀盐酸调pH为1～2，萃取所得油相经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸、真空干燥，得到式3所示的脱甲酯保护的3代聚赖氨酸树状大分子HO-Lys(G3)-(Boc)₈，简写为G3-COOH；

(c)所述4代聚赖氨酸树状大分子的合成步骤如下：

在20～35℃，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按G3-NH₂与Boc-Lys(Boc)-OH、HOBt及HBTU的摩尔比为1：(8～16)：(6～12)：(8～16)，G3-NH₂浓度为0.03～0.1g/ml，将各反应原料溶于N,N-二甲基甲酰胺DMF中；氮气保护，继续搅拌下，按G3-NH₂与N-乙基二异丙胺的摩尔比为1：(20～60)，缓慢加入N-乙基二异丙胺；之后，在20～35℃下，以500～1000转/分钟搅拌反应72～120h；反应结束以后，旋蒸除去溶剂DMF；残余物用大量三氯甲烷溶解，再按三氯甲烷与水相的体积比为1：0.5～1，依次用饱和NaCl溶液、饱和NaHCO₃溶液、0.5～2mol/l稀盐酸和饱和NaCl溶液洗涤，所得油层经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸，之后采用硅胶柱层析法分离，其中洗脱剂为体积比为(30～5)：1的二氯甲烷/甲醇混合溶剂，经浓缩、真空干燥，得到Boc保护的4代聚赖氨酸树状大分子MeO-Lys(G4)-(Boc)₁₆，简写为G4-Boc；

在20～35℃，以500～1000转/分钟搅拌下，按G4-Boc与NaOH的摩尔比为1：(5～15)将G4-Boc溶于浓度为0.5～2mol/l的NaOH的甲醇溶液；之后，继续搅拌3～8h；反应结束以后，旋蒸除去甲醇，残余物用大量三氯甲烷溶解，0.5～2mol/l稀盐酸调pH为1～2，萃取所得油相经无水MgSO₄干燥、过滤、旋蒸、真空干燥，得到式4所示的脱甲酯保护的4代聚赖氨酸树状大分子HO-Lys(G4)-(Boc)₁₆，简写为G4-COOH。