卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其将准轮烷、卟啉、PyBOP、DMAP和溶剂无水DMF混合后，放置在摇床中于2‑8℃反应12‑24 h，反应结束后加入甲醇以析出固体，固体洗涤后分散在DMSO中，然后加入去离子水，析出淡粉色沉淀，经洗涤、冻干即得。本发明专利技术还提供了一种利用该纳米级荧光聚轮烷作为药物载体制备得到的抗肿瘤药物。实验验发现：该纳米级荧光聚轮烷能够示踪药物，提高药物在肿瘤部位的富集，减少药物对生物体的毒副作用，从而提高药物对肿瘤的治疗效果。

Nano fluorescent polyrotaxane capped by porphyrin and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷及其制备方法和应用
本专利技术属于药物制备
，具体涉及一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷及其制备方法和应用。
技术介绍
肿瘤的检测与肿瘤部位药物的富集是癌症治疗的关键。因此，制备具有示踪功能的荧光纳米载药体系势在必行。目前，临床上使用的抗肿瘤药物没有靶向性，且不能被示踪，在肿瘤的治疗过程中存在着严重的毒副作用。纳米材料由于其在肿瘤中的增强渗透与滞留效应优点，已经成为人们研究的热点。但是，目前多数研究的纳米药物载体存在制备过程复杂、成本高、所用材料生物相容性欠佳以及对药物没有示踪功能等缺陷。基于以上缺点，本申请专利技术了一种具有靶向性、药物示踪功能的荧光纳米载药体系。在此体系中，由于卟啉的引入使得制备的纳米载药材料自身具有荧光，避免了在后期使用中的有机染料的荧光标记，此荧光载药材料可作为药物的示踪剂来检测药物到达肿瘤的部位的量。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷，其是以卟啉、环糊精和聚乙二醇为原料制备而成的纳米载药体系，能够示踪药物，提高药物在肿瘤部位的富集，减少药物对生物体的毒副作用，提高药物对肿瘤的治疗效果。本专利技术还提供了上述卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法和应用为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其具体为：将准轮烷（PPR）、卟啉、PyBOP（六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷）、DMAP（4-二甲氨基吡啶）和溶剂无水DMF（二甲基甲酰胺）混合后，放置在摇床中于2-8℃反应12-24h，反应结束后加入甲醇以析出固体，固体洗涤后分散在DMSO（二甲基亚砜）中，然后加入去离子水，析出淡粉色沉淀，经洗涤、冻干即得卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷PR。进一步的，所述准轮烷、卟啉、PyBOP和DMAP的摩尔比为1：10-12：10-12：1-3。进一步优选的，所述卟啉经下述步骤制备获得：将吡咯和苯甲醛按摩尔计量比1:1加入到丙酸中，搅拌加热至130-150℃回流反应30-60min，然后经冷却、抽滤、洗涤、干燥即得。本专利技术提供了采用上述制备方法制备得到的卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷PR。本专利技术提供了上述卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷作为药物载体或药物示踪剂的应用。本专利技术还提供了一种利用上述卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷作为药物载体制备得到的负载药物的纳米体系，其将卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷PR、琥珀酸酐和DMAP溶于DMSO中，在室温下反应12-24h，然后将反应溶液在蒸馏水中透析24-48h，透析溶液冷冻干燥，获得浅绿色固体产物羧基化的聚轮烷PR-COOH；再将羧基化的聚轮烷和顺铂溶解于蒸馏水中，室温避光反应24-48h，然后在蒸馏水中透析24-36h，透析溶液经冷冻干燥即得负载药物的纳米体系（即负载药物的聚轮烷，PR-COOH-Pt）。进一步优选的，透析时选用截留分子量为3-5kDa的透析袋。本专利技术旨在通过示踪抗肿瘤药物在体内的分布，提高药物在肿瘤部分的富集，减少现有抗肿瘤药物的毒副作用，从而克服现有药物载体存在的制备过程复杂、成本高、生物相容性差等缺点。卟啉具有荧光，且在体内能形成生物相容性的血卟啉而被生物体所吸收，制备聚轮烷（PR）所用的主体分子环糊精和和客体分子聚乙二醇生物相容性好。因此，以卟啉、环糊精和聚乙二醇为原料制备的纳米载药体系，能够示踪药物，提高药物在肿瘤部位的富集，减少药物对生物体的毒副作用，提高药物对肿瘤的治疗效果。本专利技术中，所用卟啉利用较廉价原料通过简单的合成方法制备而得，并且主客体化学中所用的主体分子环糊精和客体分子聚乙二醇市售价格均不高，所以制备此载药材料的成本较低。从生物相容性考虑，环糊精和聚乙二醇均是FDA批准的材料生物相容性好，而卟啉在体内可以与铁结合形成血红素参与蛋白质的合成。本专利技术通过体外和体内实验来研究纳米药物载体PR-COOH的生物性能。通过体外细胞实验来研究PR-COOH在细胞中的分布，通过细胞毒性实验来研究PR-COOH的生物相容性和所载药物的体外抗肿瘤效果。和现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：1）本专利技术制备PR-COOH所用原料廉价成本低、生物相容性好且自身有荧光，是比较好的药物示踪剂和药物载体；纳米药物载体PR-COOH制备方法简单易操作，制备载药体系成本低且生物相容性好；2）纳米药物载体PR-COOH自身有荧光，免于有机染料荧光标记且能够对药物示踪；肿瘤对纳米药物载体的EPR效应使得肿瘤部位的药物浓度提高、药物对生物体的毒副作用低、肿瘤治疗效果增强。附图说明图1中（A）为实施例1中聚轮烷PR和准轮烷PPR的核磁共振氢谱；（B）为环糊精α-CD、准轮烷PPR和聚轮烷PR的XRD谱；图2中为实施例1中（A）羧基化的聚轮烷PR-COOH的透射电镜图；（B）为羧基化的聚轮烷PR-COOH的粒径分布图；图3为实施例1中羧基化的聚轮烷PR-COOH在37℃与CT26细胞和Hela细胞共培养后的激光共聚焦成像图；图4为实施例1中羧基化的聚轮烷PR-COOH对(A)HL7702细胞(B)CT26细胞l(C)HeLa细胞的毒性实验；图5为顺铂CDDP和实施例1载药纳米材料PR-COOH-Pt对(A)CT26细胞(B)HeLa细胞的毒性实验；图6中（A）为不同实验组荷瘤小鼠肿瘤体积的变化；（B）为不同实验组荷瘤小鼠的体重变化；（C）为不同实验组荷瘤小鼠的生存时间。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此。本专利技术中所用原料均可以直接购买普通市售产品，其中，准轮烷（PPR）可参照现有文献制备获得，如YiZhang,QiaoqiaoZhou,ShuxinJia,KunpengLin,GuangfangFan,JintaoYuan,ShulingYu,*andJiahuaShi*，SpecificModificationwithTPGSandDrugLoadingofCyclodextrinPolyrotaxanesandtheEnhancedAntitumorActivityStudyinVitroandinVivo，ACSAppliedMaterials&Interfaces，2019,11,50,46427-46436。实施例1一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其具体为：将准轮烷（3.0471g，0.1mmol），卟啉（629.24mg，1.0mmol），PyBOP（520mg，1.0mmol），DMAP（122.17g，0.1mmol）依次加入到50mL的圆底中，然后加入20mL无水DMF，放置在摇床中4℃下反应过夜（12h），反应结束后加入20mL甲醇，此时有紫色固体析出。离心收集紫色固体，然后依次用甲醇、二氯甲烷和蒸馏水洗涤，将得到的紫色固体超声分散在10mL的DMSO中，静本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其特征在于，将准轮烷、卟啉、PyBOP、DMAP和溶剂无水DMF混合后，放置在摇床中于2-8 ℃反应12-24 h，反应结束后加入甲醇以析出固体，固体洗涤后分散在 DMSO中，然后加入去离子水，析出淡粉色沉淀，经洗涤、冻干即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其特征在于，将准轮烷、卟啉、PyBOP、DMAP和溶剂无水DMF混合后，放置在摇床中于2-8℃反应12-24h，反应结束后加入甲醇以析出固体，固体洗涤后分散在DMSO中，然后加入去离子水，析出淡粉色沉淀，经洗涤、冻干即得。


2.如权利要求1所述卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其特征在于，所述准轮烷、卟啉、PyBOP和DMAP的摩尔比为1：10-12：10-12：1-3。


3.如权利要求1所述卟啉封端的纳米级荧光聚轮烷的制备方法，其特征在于，所述卟啉经下述步骤制备获得：将吡咯和苯甲醛按摩尔计量比1:1加入到丙酸中，搅拌加热至130-150℃回流反应30-60min，然后经冷却、抽滤、洗涤、干燥即得。


4.采...

【专利技术属性】
技术研发人员：于树玲，袁金涛，石家华，张艺，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41