本发明专利技术提供了一种新型羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用。首先合成了新材料O‑羧甲基壳聚糖‑维生素E琥珀酸酯（O‑CMCTS‑VES），O‑羧甲基壳聚糖的部分游离氨基上接枝了维生素E琥珀酸酯，二者通过形成酰胺键的方式形成共价键，VES取代度在3%~5%。O‑CMCTS‑VES在水中自组装形成纳米颗粒，粒径在100‑200nm，Zeta电位为‑29mV，对模型药物阿霉素（DOX）的包封率最高可达74.5%，载药量最高13%。本发明专利技术制备的载药纳米粒粒径在100‑200nm之间、形态大小均一、分散均匀，说明了本发明专利技术制得的O‑CMCTS‑VES/DOX能够有效包覆疏水性药物，是一种良好的药物载体。
A new carboxymethyl chitosan derivative and its preparation and Application
The invention provides a novel carboxymethyl chitosan derivative and a preparation method and application of the new carboxymethyl chitosan derivative. The first synthesis of new materials O carboxymethyl chitosan vitamin E succinate (O CMCTS VES), part of the free amino O carboxymethyl chitosan grafted vitamin E succinate, two through covalent bond formation of amide bond formation, VES substitution in 3%~5%. O CMCTS VES in formed by the self-assembly of nano particles, the diameter of 100 200nm, Zeta potential 29mV, the model of adriamycin (DOX) encapsulation rate of up to 74.5%, the maximum drug loading 13%. The prepared drug loaded nano particle size between 100 and 200nm morphology of uniform size and uniform dispersion, shows that the prepared O CMCTS VES/DOX can effectively coated hydrophobic drug, is a good drug carrier.
【技术实现步骤摘要】
一种新型羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种羧甲基壳聚糖衍生物，属于海洋化工工程
技术介绍
双亲性聚合物胶束(Amphiphilicpolymericmicelle，Apm)由两部分组成：一部分是亲水疏油的极性高分子聚合物，称为亲水基团，如壳聚糖衍生物等；另一部分则是疏水亲油的非极性基团，称为疏水基团，如胆固醇、棕榈酸等。这种双亲性的聚合物胶束可以在水溶液中通过自组装原理形成具有“疏水核心-亲水外壳”的胶束，即在水溶液中疏水基团被排斥而相互缔合成内核，而亲水基团被水吸引排列在外侧形成亲水的外壳。通过控制所用材料的分子量的大小、胶束上疏水基团的量可以使制备的胶束呈纳米级别，这种具有“核-壳”结构的双亲性纳米载体具有提高难溶性药物/蛋白和基因的稳定性、提高难溶性药物的溶解性、提高药物在病灶部位的富集、降低药物的全身毒副作用等多个优点。羧甲基壳聚糖(Carboxymethylchitosan，CMCTS)是一种重要的壳聚糖衍生物，其改善了壳聚糖在水溶液中溶解性差的缺点，又保留了壳聚糖的优良性能，在生物医药领域具有广泛的应用。维生素E琥珀酸酯(VitaminESuccinate，VES)是天然化合物维生素E的衍生物，由维生素E与琥珀酸通过脱水缩合生成，是疏水性的化合物。由于VES对正常的细胞和组织没有杀伤作用，而对大多数肿瘤细胞具有抑制作用，使其成为抗肿瘤研究的热点。通常抗癌药物具有难溶性、无靶向性、副作用大、易引发耐药性等缺点，开发了系列包载抗癌药物的纳米载体，可有效提高难溶药物的溶解性，提高其稳定性，并通过肿瘤组织特有的EPR(Enhancedpermeabilityandretentioneffect,EPR)效应实现靶向性，降低毒副作用和耐药性，已经成为一种新型的癌症治疗给药研究方法。
技术实现思路
本专利技术旨在合成一种新型双亲性自组装的抗癌药物载体，即为羧甲基壳聚糖衍生物，本专利技术利用羧甲基壳聚糖和维生素E琥珀酸酯合成新材料，并对药物进行包载。本专利技术合成的药物载体的疏水核心为抗肿瘤的药物提供庇护的场所。维生素E琥珀酸酯分子中具有苯环结构，与模型药物阿霉素的苯环结构能够实现π-π堆叠的效应，即一个苯环上的轻微缺电子的氢原子和另一苯环上的富电子的π电子云之间形成的弱氢键，因此可以提高抗肿瘤药物的稳定性、提高其水溶性、延长体内循环时间、同时也提高了药物的包载效率。根据肿瘤组织与正常机体组织的差别，利用肿瘤具有的EPR效应实现载药的纳米粒子更多的在肿瘤组织富集，而在正常的组织中分布较少；由于本专利技术的药物载体具有pH敏感性，因此其在偏酸的环境中(肿瘤组织中)比在中性的环境中更容易释放药物，所以携带药物的载体在肿瘤部位能释放更多的药物，在正常组织中释放的药物则很少，从而减轻抗癌药物对正常机体的副作用。本专利技术首先合成了新材料O-羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯(O-CMCTS-VES)，O-羧甲基壳聚糖的部分游离氨基上接枝了维生素E琥珀酸酯，二者通过形成酰胺键的方式结合在一起，VES取代度在3％～5％。进一步的，所述新材料O-CMCTS-VES在水中自组装形成纳米颗粒，粒径在100-200nm，Zeta电位为-29mV，对模型药物阿霉素(DOX)的包封率最高可达74.5％，载药量最高13％。进一步的，所述O-CMCTS-VES的制备方法：以O-羧甲基壳聚糖(O-CMCTS)作为亲水材料，溶剂为去离子水；以维生素E琥珀酸酯(VES)作为疏水性物质，溶剂为DMF；利用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)作为活化剂和缩合剂，使维生素E琥珀酸酯的羧基能与羧甲基壳聚糖上的氨基进行脱水缩合形成酰胺键，最终制得O-CMCTS-VES；反应式如下：进一步的，所述羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯在制备疏水性药物载体上的应用。进一步的，所述疏水性药物为带有苯环结构的疏水性药物。进一步的，所述疏水性药物阿霉素(DOX)。本专利技术的技术效果：1、本专利技术制得的羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯作为纳米载药材料，其在未载药时的粒径为177.6nm，符合纳米载药对粒径的要求；Zeta电位为-29mV，其电荷的绝对值大于25mV，说明合成的纳米粒是稳定的，因为较强的电荷作用可以通过静电排斥不会产生沉淀和交联；多分散指数(Polydispersityindex，PDI)为0.256＜0.5，说明粒径分散均匀，大小均一。扫描电镜(SEM)结果表明未载药时纳米粒子的粒径在100nm-200nm之间，形态呈均匀的球形，大小均一、形态均匀。2、利用紫外分光光度法计算得到的载药量为13.0％，包封率为74.5％。3、制备的O-CMCTS-VES/DOX纳米粒，其粒径为208.7nm，多分散指数为0.335＜0.5，说明载药纳米粒子分散均匀，粒径较为均一，其Zeta电位测得为-22.2mV，结构形式较为稳定。4、载药纳米粒的SEM结果表明制备的载药纳米粒粒径在100-200nm之间，形态大小均一、分散均匀，说明了本专利技术制得的O-CMCTS-VES/DOX能够有效包覆疏水性药物，是一种良好的药物载体。附图说明图1为O-CMCTS(a)以及O-CMCTS-VES(b)的红外图谱。图2为O-CMCTS(A)与O-CMCTS-VES(B)的核磁图谱。图3为O-CMCTS-VES的粒径图。图4为O-CMCTS-VES扫描电镜图。图5为O-CMCTS-VES载药DOX制备流程示意图。图6为DOX(a)及O-CMCTS-VES(b)的紫外全波长扫描图。图7为DOX的浓度与吸光度之间的标准曲线图。图8为O-CMCTS-VES/DOX的粒径图。图9为O-CMCTS-VES/DOX扫描电镜图。具体实施方式以下通过具体实施例并结合附图对本专利技术进一步解释和说明。实施例1：羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯的制备方法：称取0.66g的O-羧甲基壳聚糖(O-CMCTS)溶解于60mL去离子水中，制得羧甲基壳聚糖水溶液；称取3.16g维生素E琥珀酸酯(VES)溶解于70mL二甲基甲酰胺(DMF)中，溶解后加入1.16gEDC和0.69gNHS，催化30min后，将上述制备的羧甲基壳聚糖水溶液逐滴滴入此反应液中，滴加完毕后，室温条件下，以200rpm的转速机械搅拌反应48h。反应完毕后将反应液用5倍体积(650mL)的无水乙醇沉淀，抽滤后将沉淀再用适量无水乙醇洗涤三次，然后将沉淀溶解于去离子水中，透析三天后冷冻干燥得到羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯。根据紫外分光光度法测得VES的取代度为3.5％，根据元素分析法测得VES的取代度为2.4％。实施例2：羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯的制备方法：称取0.66g的O-羧甲基壳聚糖(O-CMCTS)溶解于60mL去离子水中，制得羧甲基壳聚糖水溶液；称取1.59g维生素E琥珀酸酯(VES)溶解于70mL二甲基甲酰胺(DMF)中，溶解后加入0.58gEDC和0.35gNHS催化30min后，将上述制备的羧甲基壳聚糖水溶液逐滴滴入此反应液中，滴加完毕后，室温条件下，以200rpm的转速机械搅拌反应48h。反应完毕后将反应液用5倍体积(650mL)的无水乙醇沉淀，抽滤后将沉淀再用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型羧甲基壳聚糖衍生物，其特征在于，该衍生物为O‑羧甲基壳聚糖的部分游离氨基上接枝了维生素E琥珀酸酯，二者通过形成酰胺键的方式形成共价键，得到O‑羧甲基壳聚糖‑维生素E琥珀酸酯，其VES取代度在3％～5％。
【技术特征摘要】
1.一种新型羧甲基壳聚糖衍生物，其特征在于，该衍生物为O-羧甲基壳聚糖的部分游离氨基上接枝了维生素E琥珀酸酯，二者通过形成酰胺键的方式形成共价键，得到O-羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯，其VES取代度在3％～5％。2.如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖衍生物，其特征在于，所述O-羧甲基壳聚糖-维生素E琥珀酸酯在水中自组装形成纳米颗粒，粒径在100-200nm，Zeta电位为-29mV，对药物阿霉素的包封率为74.5％，载药量为13％。3.权利要求1所述的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于，以O-羧甲基壳聚糖作为亲水材料，溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：常菁，古军祥，陈晓彤，张海斌，韩宝芹，刘万顺，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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