[发明专利]靶向多功能聚合物纳米探针的制备及其在对含TK细胞显像中的应用

说明书

本发明公开了一种靶向多功能聚合物纳米探针的制备及其在对含TK细胞显像中的应用。本发明采用RAFT聚合的方式得到一种新型两亲性嵌段聚合物，通过氨解和酰胺化反应对聚合物进行功能化后修饰。利用巯烯点击反应，可以将喷昔洛韦药物键接到聚合物末端，得到靶向聚合物，靶向聚合物在水溶液中自组装成纳米粒子后可以对含TK报告基因的细胞进行特异性识别。

技术领域

本发明属于高分子材料及生物成像领域，涉及一种新型两亲性嵌段聚合物、其后修饰产物及应用，尤其是一种新型靶向多功能聚合物纳米粒子及其制备和其在对TK转染细胞特异性显像中的应用。

背景技术

目前常用的成像分析方法有磁共振成像(MRI)、光学成像、放射性核素显像。然而，在目前所有的分子影像技术中，各种不同的影像技术分别具有各自的优势，但是不同的显像技术也同时存在自身难以克服的缺点或局限性。光学成像能够提供细胞及分子水平上高分辨率的结构信息.但是光学显像的穿透性限制，只能对皮下组织进行成像；MRI技术对此却不受此限制，它能提供三维解剖式的结构信息，但是灵敏度比较低。放射性核素显像灵敏度很高，但分辨率较差。因此，将两种或者多种成像方式融合进行双模态或多模态成像，对发展高灵敏、高特异性示踪方法具有重要的意义。

迄今为止，聚合物材料的纳米粒子广泛用于生物领域，这是由于聚合物具有以下优点：(1)聚合物分子量大，作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间；(2)可以把一些具有靶向作用或治疗显像组分通过化学键合的方式结合到聚合物上；(3)聚合物和降解产物对机体毒副作用小，能避免载体材料在人体器官组织内积聚，产生毒副作用。两亲性嵌段共聚物在水溶液中可以自组装形成胶束，也是一种聚合物纳米粒子。这些纳米粒子大小分布很窄，具有核壳结构，疏水链段之间聚集形成粒子的内核，外壳则由亲水链段形成刷状结构，这些亲水链段通常具有生物相容性并对粒子分散在水中起立体稳定作用，在亲水链段末端还可引入具有靶向功能的组分。

单纯疱疹病毒胸腺嘧啶核苷激酶(HSV1-TK)基因是基因显像技术中较为常见的报告基因。其能够将核苷类似物磷酸化为5-磷酸核苷，5-磷酸核苷因不能跨越细胞膜，所以将滞留在细胞中，实现在特定TK转染细胞中的聚集。¹⁸F取代的喷昔洛韦小分子药物在正电子发射断层扫描(PET)示踪TK转染细胞中取得了很高的对比度，但是将其作为靶向基团的研究却没有报道。

本发明公开了一种新型靶向多功能聚合物纳米离子及其制备方法。采用可逆-加成-断裂-链转移聚合(RAFT聚合)的方式得到一种新型两亲性嵌段聚合物，通过氨解和酰胺化反应对聚合物进行功能化后修饰。利用巯烯点击反应，将喷昔洛韦药物键接到聚合物末端。在水溶液中自组装成纳米粒子后可以对含TK报告基因的细胞进行特异性识别。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型两亲性嵌段聚合物、其后修饰产物及其应用，尤其是靶向多功能聚合物纳米探针及其在对TK转染细胞特异性显像中的应用。

新型两亲性嵌段聚合物，是采用含三硫酯的链转移剂以RAFT聚合的方式得到第一嵌段为聚Boc保护的2-氨基丙烯酸乙酯(BEA)、第二嵌段为寡聚PEG丙烯酸酯单体(OEGA)和五氟苯酚丙烯酸酯无规共聚的嵌段聚合物；所述的新型两亲性嵌段聚合物的结构式为：

其中，R₁为R₂为m、n、x、y均为聚合度，可取任意值。

将得到的嵌段聚合物进行后修饰：将聚合物中的五氟苯酚酯基团用含氨基的功能分子进行氨解形成酰胺，从而将功能分子键接到聚合物侧链上，得到产物1；再将产物1中BEA链段在三氟乙酸中进行脱boc保护，得到的氨基与含酯基或醛基的分子反应，得到产物2。优选的，所述的含氨基的功能分子为氨基酸、氨基钆特酸、阿霉素、或紫杉醇。优选的，所述的含酯基或醛基的分子为罗丹明、荧光素、联吡啶、或喜树碱。