一种两亲性线性嵌段共聚物及制备方法和其纳米胶束的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种两亲性线性嵌段共聚物纳米胶束的制备方法，两亲性线性嵌段共聚物为聚乙二醇单甲氧基醚‑b‑聚(异佛尔酮二异氰酸酯‑co‑聚己内酯)‑b‑聚乙二醇单甲氧基醚，首先异佛尔酮二异氰酸酯和疏水性的聚己内酯聚合制备了异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段，再加入亲水性的聚乙二醇单甲氧基醚反应制得所述两亲性线性嵌段共聚物，将上述共聚物溶于有机溶剂中形成聚合物溶液，室温下转入到透析袋中，在去离子水中透析制得一种粒径大小均一的纳米胶束，本发明专利技术的两亲性线性嵌段共聚物胶束制备方法简单、快捷，具有良好的生物相容性，为纳米载体的开发提供了一种新的候选体系，具有良好的应用前景。

An amphiphilic linear block copolymer and its preparation method and preparation method of nanomicelles

The invention discloses a preparation method of amphiphilic linear block copolymer nanomicelles. The amphiphilic linear block copolymer is polyethylene glycol monomethoxyether B poly (isophorone diisocyanate Co polycaprolactone) B polyethylene glycol monomethoxyether. Firstly, isophorone diisocyanate and hydrophobic polycaprolactone are polymerized to prepare polyhexanoic acid functional groups. The amphiphilic linear block copolymer is prepared by the reaction of lactone block and hydrophilic polyethylene glycol monomethoxyether. The amphiphilic linear block copolymer is dissolved in organic solvents to form a polymer solution. The copolymer is transferred into a dialysis bag at room temperature and dialyzed in deionized water to prepare a nano-micelle with uniform particle size. The preparation method of the amphiphilic linear block copolymer micelle is simple. It provides a new candidate system for the development of nanocarriers and has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种两亲性线性嵌段共聚物及制备方法和其纳米胶束的制备方法
本专利技术涉及一种两亲性线性嵌段共聚物及制备方法和基于其的纳米胶束的制备方法，属于生物医用高分子聚合物材料

技术介绍
近年来，随着纳米科技的发展，纳米药物递释系统在药物输送方面引起了人们广泛的关注。各种各样的纳米载体，诸如纳米颗粒，胶囊，胶束，凝胶，囊泡等，均被用作纳米药物载体并表现出较大的优势和特点。聚合物胶束药物传输系统是一种集靶向给药和药物控制给药等传输系统优点的新型给药系统，较其他给药系统，它还有胶束制备简单、溶解度大、载药量大、毒性低、粒径小及稳定等诸多优点。两亲性嵌段共聚物由亲水段和疏水段两个嵌段组成，在选择性溶剂中通过自组装形成粒径范围在10～200nm的核/壳结构胶束，便于调节的功能化特性，是一种高效的疏水性药物递送工具，引起了研究者们的广泛关注。聚合物胶束疏水内核适合装载水难溶性药物，亲水外壳则能保持胶束稳定性，避免胶束颗粒之间互相聚集并延长药物的体内循环时间。Yang等通过含苯基硼酸的嵌段共聚物PEG-b-P(Asp-co-AspPBA)和糖聚合物P(Asp-co-AGA)之间的络合制备了一种葡萄糖响应性复合胶束。复合胶束结合了多种优点，例如PEG壳聚集的稳定性，中性pH下对葡萄糖的快速响应，这是由于两种亲水聚合物组成的复合核心，更重要的是由于降低的表观pKa导致的更好的葡萄糖敏感性[YangH,SunX,LiuG,etal.Glucose-responsivecomplexmicellesforself-regulatedreleaseofinsulinunderphysiologicalconditions[J].SoftMatter,2013,9(35):8589-8599.]。除此之外，纳米尺度的聚合物胶束具有增强透过和滞留效应；与低分子表面活性剂胶束相比，聚合物胶束具有更低的临界胶束浓度，具有良好的热力学和动力学稳定性。因此，制备聚合物胶束具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种两亲性线性嵌段共聚物以及聚合物自组装纳米胶束的制备方法，技术方案如下：一种两亲性线性嵌段共聚物，命名为聚乙二醇单甲氧基醚-b-聚(异佛尔酮二异氰酸酯-co-聚己内酯)-b-聚乙二醇单甲氧基醚，结构式为：其中：x＝5～15，优选为8～12，数均分子量为8000～40000g/mol。本专利技术的两亲性线性嵌段共聚物聚乙二醇单甲氧基醚-b-聚(异佛尔酮二异氰酸酯-co-聚己内酯)-b-聚乙二醇单甲氧基醚能够在水溶液中自组装形成核-壳结构胶束，其中疏水单体与构成胶束疏水内核，提供一定体积的药物包载空间，亲水性的单体伸展在外形成胶束的壳层。上述两亲性线性嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：(1)制备异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚己内酯、二月桂酸二丁基锡溶于丙酮中，在70～80℃搅拌加热反应至反应终点，得到异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体；(2)制备两亲性线性嵌段共聚物：在步骤(1)制得的异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体中加入聚乙二醇单甲氧基醚，在丙酮中在70～80℃搅拌加热反应3h，自然降至25℃，用正戊烷沉淀，在40℃真空干燥24h后得到上述的两亲性线性嵌段共聚物。合成反应式如下：本专利技术的两亲性线性嵌段共聚物制备方法简单，操作易行，反应条件温和。进一步，步骤(1)中所述反应终点的确定方法为：在反应过程中每10-20min取样并除去丙酮，滴定测试异氰酸酯基团实际剩余质量百分数，测出的异氰酸酯基团实际剩余质量百分数与理论的反应终点时异氰酸酯基团理论剩余质量百分数的相对误差小于5％，即为反应终点；相对误差计算公式为：其中：XL—异氰酸酯基团理论剩余质量百分数，XS—异氰酸酯基团实际剩余质量百分数；合成预聚体的反应液中理论剩余异氰酸酯基团是过量异氰酸酯基团与含有羟基的大分子二元醇全部反应完达到理论反应终点时，还有一部分异氰酸酯基团留在预聚体两端，反应式如下，下式中n为1或2：上述的异氰酸酯基团理论剩余质量百分数，是反应结束时反应产物两端的异氰酸酯基团的质量占产物总质量的百分数，根据下面公式计算：X—二异氰酸酯质量，WOH—大分子二元醇质量，MOH—大分子二元醇分子量，Xm—二异氰酸酯的摩尔质量，42—异氰酸酯基团摩尔质量。以上在反应过程中取样滴定测定异氰酸酯基团实际剩余质量百分数的方法是：称量0.6460g二正丁胺溶于丙酮，移入50mL容量瓶中配制成0.1mol/L的二正丁胺-丙酮溶液，量取4.1mL的浓盐酸用蒸馏水稀释，移入500mL容量瓶中，配制成0.1mol/L的HCl标准溶液，称量0.1000g溴甲酚绿溶于100mL的体积分数为20％的乙醇水溶液，取已经除去丙酮溶剂的产物样品M克于干燥的锥形瓶中，加入10mL丙酮溶解，准确加入20mL二正丁胺-丙酮溶液，滴入2-3滴溴甲酚绿指示剂，用0.1mol/L的盐酸滴定至终点(由蓝至黄)，同时做空白试验，异氰酸酯基团的实际剩余质量百分数计算公式：V′为空白样品所消耗的盐酸的体积(单位：mL)，V为样品所消耗的盐酸的体积(单位：mL)，c为盐酸标准溶液的浓度(浓度：0.1mol/L)，M为所取样品的质量。进一步，步骤(1)中反应物异佛尔酮二异氰酸酯：聚己内酯：二月桂酸二丁基锡：丙酮的摩尔比为：5～15：3～15：0.03～0.09：40～60；步骤(2)中反应物预聚体：聚乙二醇单甲氧基醚：丙酮的摩尔比为：6～12：2～8：40～60。本专利技术还提供了上述两亲性线性嵌段共聚物纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：(1)将两亲性线性嵌段共聚物聚乙二醇单甲氧基醚-b-聚(异佛尔酮二异氰酸酯-co-聚己内酯)-b-聚乙二醇单甲氧基醚，溶于溶剂中，混合搅拌形成聚合物溶液；(2)将步骤(1)所述聚合物溶液转入到透析袋中透析，完成自组装过程；(3)透析结束后，用0.45μm微孔滤膜过滤透析液，将滤液在-50～-30℃下冷冻干燥24～36h后，即制得所述的两亲性线性嵌段共聚物纳米胶束。本专利技术制备的纳米胶束粒径小、聚合物临界胶束浓度低，在水溶液中稳定性和分散性较好，根据CKK-8检测法测试的细胞毒性结果，空白胶束的细胞活性没有明显降低，存活率较高，故可认为制备的两亲性线性嵌段共聚物纳米胶束对生物细胞毒性很小。进一步，步骤(1)中两亲性线性嵌段共聚物与溶剂的质量比为：0.001～0.005:1；溶剂为丙酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)中的至少一种。进一步，步骤(2)中在透析袋中透析的操作为：在室温下将步骤(1)所述聚合物溶液转入到截留分子量MWCO＝3500的透析袋中，在2L去离子水中透析24～48h，在透析过程中，前12h每2h更换一次透析液，12h之后每6h更换一次透析液。附图说明图1为本专利技术实施例1中mPEG-b-P(IPDI-co-PCL)-b-mPEG的核磁氢谱；图2为本专利技术实施例1中mPEG-b-P(IPDI-co-PCL)-b-mPEG的红外谱图；图3为本专利技术实施例1中mPEG-b-P(IPDI-co-PCL)-b-mPEG的GPC洗脱曲线；图4为本专利技术实施例3中两亲性线性嵌段共聚物纳米胶束的DLS图；图5为本专利技术测试例1中m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两亲性线性嵌段共聚物，其特征在于，所述两亲性线性嵌段共聚物为聚乙二醇单甲氧基醚‑b‑聚(异佛尔酮二异氰酸酯‑co‑聚己内酯)‑b‑聚乙二醇单甲氧基醚，结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种两亲性线性嵌段共聚物，其特征在于，所述两亲性线性嵌段共聚物为聚乙二醇单甲氧基醚-b-聚(异佛尔酮二异氰酸酯-co-聚己内酯)-b-聚乙二醇单甲氧基醚，结构式为：其中：x＝5～15，数均分子量为8000～40000g/mol。2.一种两亲性线性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚己内酯、二月桂酸二丁基锡溶于丙酮中，搅拌加热反应至反应终点，得到异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体；(2)制备两亲性线性嵌段共聚物：在步骤(1)制得的异氰酸基团官能化的聚己内酯嵌段预聚体中加入聚乙二醇单甲氧基醚，在丙酮中搅拌加热反应，用正戊烷沉淀，干燥后得到两亲性线性嵌段共聚物。3.根据权利要求2所述的一种两亲性线性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应终点的确定方法为：在反应过程中每隔一定时间取样并除去丙酮，滴定测试异氰酸酯基团实际剩余质量百分数，测出的异氰酸酯基团实际剩余质量百分数与理论的反应终点时异氰酸酯基团理论剩余质量百分数的相对误差小于5％，即为反应终点；相对误差计算公式为：其中：XL—异氰酸酯基团理论剩余质量百分数，XS—异氰酸酯基团实际剩余质量百分数。4.根据权利要求2所述的一种两亲性线性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应物异佛尔酮二异氰酸酯：聚己内酯：二月桂酸二丁基锡：丙酮的摩尔比为：5～15：3～15：0.03～0.09：40～60。5.根据权利要求2所述的一种两亲性线性嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊迪，喻超，吴志民，刘跃进，朱建涛，陆腾飞，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43