脂质化聚合物、聚合物纳米粒子及其制备方法和应用技术

技术编号：42845780 阅读：4 留言：0更新日期：2024-09-27 17:15

本发明专利技术公开了一种脂质化聚合物、聚合物纳米粒子及其制备方法和应用。所述脂质化聚合物由聚乙烯亚胺与带有活性基团和脂肪链的化合物(式III)反应得到，活性基团是指可与支化聚乙烯亚胺的仲胺或者伯氨反应的基团。所述聚合物纳米粒子由包括脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、聚合物键接脂质和核酸的组分制成，还可以包括功能性脂质组分；所述辅助性脂质是非离子脂质和/或两性离子脂质；所述功能性脂质是阳离子脂质和/或者阴离子脂质。该纳米粒子可以极大地改善传统阳离子聚合物的核酸递送效率，其与脂质配合能够有效地将mRNA、质粒DNA等核酸大分子递送至指定器官、组织、肿瘤等细胞并发挥基因干扰或基因表达的作用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物载体材料，具体涉及一种脂质化聚合物、聚合物纳米粒子及其制备方法和应用。

技术介绍

1、核酸类药物是具有不同功能的寡聚核糖核苷酸(rna)和寡聚脱氧核糖核苷酸(dna)及其杂交体的总称，其在基因水平发挥作用。其中，dna可以是反义分子、质粒dna、cdna、pcr产物或载体的形式。rna可以是小发夹rna(shrna)、信使rna(mrna)、反义rna、mirna、micrna、多价rna、dicer底物rna或病毒rna(vrna)及其组合的形式。核酸类药物在病毒疫苗、蛋白质替代疗法、癌症免疫疗法等一系列应用中显示出了治疗潜力。但是，作为核酸类大分子，如何安全有效地将其递送至体内发挥作用是限制其应用的一大瓶颈。针对核酸类药物的体内递送问题，开发构建有效的核酸递送载体是目前临床研究中的热点。

2、biontech公司和辉瑞公司开发的脂质纳米颗粒(lipidnanoparticle)通过可离子化脂质包裹mrna疫苗，递送至体内后引发有效的免疫应答，取得了一定的效果。然而，聚合物核酸载体的体内递送效率很难突破瓶颈，其体内表达效率较差，无法满足临床应用需求，至今仍然没有应用到临床。

技术实现思路

1、基于此，本专利技术的目的是提供一种脂质化聚合物，其可与类固醇或其衍生物以及辅助性脂质等组分制备成脂质化聚合物纳米颗粒，该纳米颗粒可以作为核酸递送载体，极大的改善传统阳离子聚合物的核酸递送效率。

2、为了实现上述技术目的，本专利技术包括如下技术方案。</p>

3、一种脂质化聚合物，由式(ii)化合物和式(iii)化合物反应得到，

4、

5、其中，各m分别独立地选自：1、2、3、4、5、6；

6、n选自：1～1000之间的整数；

7、l为可与所述式(ii)化合物或者聚乙烯亚胺中的仲胺或者伯氨反应的基团；

8、j不存在，或者选自：c1-c12亚烷基、c2-c12不饱和链烃基；

9、k不存在，或者选自：-o(c＝o)-、-(c＝o)o-、-c(＝o)-、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-s-s-、-c(＝o)s-、-sc(＝o)-、-nrc(＝o)-、-c(＝o)nr-、-nrc(＝o)nr-、-oc(＝o)nr-、-nrc(＝o)o-；

10、r选自：h、c1-c12烷基、c2-c12不饱和链烃基；

11、m选自：c1-c24烷基、c2-c24不饱和链烃基。

12、一种脂质化聚合物，由聚乙烯亚胺和式(iii)化合物反应得到，

13、

14、其中，l为可与所述聚乙烯亚胺中的仲胺或者伯氨反应的基团；

15、j不存在，或者选自：c1-c12亚烷基、c2-c12不饱和链烃基；

16、k不存在，或者选自：-o(c＝o)-、-(c＝o)o-、-c(＝o)-、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-s-s-、-c(＝o)s-、-sc(＝o)-、-nrc(＝o)-、-c(＝o)nr-、-nrc(＝o)nr-、-oc(＝o)nr-、-nrc(＝o)o-；

17、r选自：h、c1-c12烷基、c2-c12不饱和链烃基；

18、m选自：c1-c24烷基、c2-c24不饱和链烃基。

19、本专利技术还提供了上述的脂质化聚合物的制备方法，包括如下技术方案。

20、一种脂质化聚合物的制备方法，包括如下步骤：所述式(ii)化合物或者聚乙烯亚胺和式(iii)化合物在一定温度下反应，即得。

21、本专利技术还提供了一种递送核酸类大分子的载体，该载体极大地改善了传统阳离子聚合物的基因递送效率，包括如下技术方案。

22、一种递送核酸类大分子的载体，由包括所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、聚合物键接脂质的组分制成；所述辅助性脂质是非离子脂质和/或两性离子脂质。

23、一种递送核酸类大分子的载体，由包括所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、功能性脂质、聚合物键接脂质的组分制成；所述辅助性脂质是非离子脂质和/或两性离子脂质；所述功能性脂质是阳离子脂质和/或者阴离子脂质。

24、本专利技术还提供了上述载体在体内或者体外递送核酸大分子中的应用。

25、本专利技术还提供了一种聚合物纳米粒子，其具有很好的核酸递送效率，包括如下技术方案。

26、一种聚合物纳米粒子，由所述的递送核酸类大分子的载体和核酸制备而成。

27、本专利技术还提供了所述聚合物纳米粒子的制备方法，包括如下技术方案。

28、一种所述的聚合物纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

29、将所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、功能性脂质以及聚合物键接脂质溶解于溶剂中，得到溶液1；将所述核酸溶解于缓冲液中，得到溶液2；将所述溶液1与溶液2混合均匀，透析，即得所述聚合物纳米粒子。

30、一种所述的聚合物纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

31、将所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、功能性脂质以及聚合物键接脂质溶解于溶剂中，得到溶液1；将溶液1与缓冲液混合均匀，透析，得到空载聚合物纳米颗粒溶液；将所述核酸加入到所述空载聚合物纳米颗粒溶液中，即得所述聚合物纳米粒子。

32、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：

33、本专利技术为了解决将核酸大分子有效递送至体内和胞内的问题，设计并合成了一种结构新颖的脂质化聚合物，并且将该聚合物与类固醇或其衍生物以及辅助性脂质、核酸等组分制备成了脂质化聚合物纳米颗粒，该纳米颗粒可以极大地改善传统阳离子聚合物的核酸递送效率。本专利技术提供的脂质化聚合物具有很好的生物相容性以及递送核酸的高效性，其与脂质配合能够有效地将mrna、质粒dna等核酸大分子递送至指定器官、组织、肿瘤等细胞并发挥基因干扰或基因表达的作用。并且，无论是静脉注射还是肌肉注射、皮下注射、腹腔注射、膀胱灌注、手术局部注射等，都能获得很好的递送效果和表达效果。

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【技术保护点】

1.一种脂质化聚合物，其特征在于，由式(II)化合物或者聚乙烯亚胺，和式(III)化合物反应得到，

2.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(III)化合物中L选自：卤素、酰卤基、环丙氧基、羧基、硫氰酸基。

3.根据权利要求2所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(III)化合物中L选自：氯、溴、酰氯基、环丙氧基。

4.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，J不存在，或者选自：C1-C8亚烷基、C2-C8不饱和链烃基。

5.根据权利要求4所述的脂质化聚合物，其特征在于，J不存在，或者选自：亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基。

6.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，K不存在，或者选自：

7.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，M选自：C6-C20烷基、C6-C20不饱和链烃基。

8.根据权利要求7所述的脂质化聚合物，其特征在于，M选自：C8-C18烷基、C8-C18不饱和链烃基。

9.根据权利要求8所述的脂质化聚合物，其特征在于，M选自：

10.根据权利要求9所述的脂质化聚合物，其特征在于，M选自：

11.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(III)化合物选自：

12.根据权利要求1-11任一项所述的脂质化聚合物，其特征在于，由聚乙烯亚胺和式(III)化合物反应得到，所述聚乙烯亚胺为支化聚乙烯亚胺。

13.根据权利要求12所述的脂质化聚合物，其特征在于，所述支化聚乙烯亚胺的分子量为300-10000，优选为400-2000，更优选为500-1800，更优选为500-700，更优选为600。

14.根据权利要求1-11任一项所述的脂质化聚合物，其特征在于，所述式(II)化合物或者聚乙烯亚胺和式(III)化合物的反应投料比为40mg：0.4-1.8mmoL，优选为40mg：0.7-1.5mmoL，更优选为40mg：0.8-0.9mmoL，或者40mg：1.3-1.4mmoL。

15.一种权利要求1-14任一项所述的脂质化聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述式(II)化合物或者聚乙烯亚胺，和式(III)化合物在一定温度下反应，即得。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为4℃-200℃，反应的时间为10h-120h。

17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述反应在不添加溶剂的条件下进行；或者所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙腈、N’N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯和甲苯中的至少一种。

18.一种递送核酸类大分子的载体，其特征在于，由包括脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、聚合物键接脂质的组分制成；

19.根据权利要求18所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，由包括脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、功能性脂质、聚合物键接脂质的组分制成；所述功能性脂质是阳离子脂质和/或者阴离子脂质。

20.根据权利要求18或19所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，所述类固醇或其衍生物选自胆固醇、羊毛甾醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角固醇、胆汁酸、胆汁醇和类固醇激素中的至少一种；和/或，

21.根据权利要求20所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，所述聚乙二醇化脂质为1-(单甲氧基聚乙二醇)-2,3-二肉豆脂蔻甘油；和/或，所述磷脂酰乙醇胺为1,2-二油酰-sn-甘油-3磷酰乙醇胺和/或鞘氨醇。

22.根据权利要求18或19所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质、功能性脂质和聚合物键接脂质的质量比为16：1-20：1-16：0-45：1-8，优选为16：4-16：2-12：0-40：1-6；优选为16：4-16：2-12：0-30：1-6。

23.根据权利要求22所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，由所述脂质化聚合物、类固醇或其衍生物、辅助性脂质和1-(单甲氧基聚乙二醇)-2,3-二肉豆脂蔻甘油制成；

24.根据权利要求22所述的递送核酸类大分子的载体，其特征在于，由所述脂质化聚合物、胆固醇、1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酰胆碱、1,2-二油酰-3三甲基铵-丙烷和1-(单甲氧基聚乙二醇)-2,3-二肉豆脂蔻甘油制成；所述脂质化聚合物、胆固醇、1,2...

【技术特征摘要】

1.一种脂质化聚合物，其特征在于，由式(ii)化合物或者聚乙烯亚胺，和式(iii)化合物反应得到，

2.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(iii)化合物中l选自：卤素、酰卤基、环丙氧基、羧基、硫氰酸基。

3.根据权利要求2所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(iii)化合物中l选自：氯、溴、酰氯基、环丙氧基。

4.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，j不存在，或者选自：c1-c8亚烷基、c2-c8不饱和链烃基。

5.根据权利要求4所述的脂质化聚合物，其特征在于，j不存在，或者选自：亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基。

6.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，k不存在，或者选自：

7.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，m选自：c6-c20烷基、c6-c20不饱和链烃基。

8.根据权利要求7所述的脂质化聚合物，其特征在于，m选自：c8-c18烷基、c8-c18不饱和链烃基。

9.根据权利要求8所述的脂质化聚合物，其特征在于，m选自：c12-c14直链烷基、c8-c14支链烷基、c12-c14不饱和直链烃基、c8-c14不饱和支链烃基。

10.根据权利要求9所述的脂质化聚合物，其特征在于，m选自：

11.根据权利要求1所述的脂质化聚合物，其特征在于，式(iii)化合物选自：

12.根据权利要求1-11任一项所述的脂质化聚合物，其特征在于，由聚乙烯亚胺和式(iii)化合物反应得到，所述聚乙烯亚胺为支化聚乙烯亚胺。

14.根据权利要求1-11任一项所述的脂质化聚合物，其特征在于，所述式(ii)化合物或者聚乙烯亚胺和式(iii)化合物的反应投料比为40mg：0.4-1.8mmol，优选为40mg：0.7-1.5mmol，更优选为40mg：0.8-0.9mmol，或者40mg：1.3-1.4mmol。

15.一种权利要求1-14任一项所述的脂质化聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述式(ii)化合物或者聚乙烯亚胺，和式(iii)化合物在一定温度下反应，即得。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为4℃-200℃，反应的时间为10h-120h。

17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述反应在不添加溶剂的条件下进行；或者所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙腈、n’n’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯和甲苯中的至少一种。

18.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进进，刘婧妍，蒋萌，谢丽斯，曾玲，
申请(专利权)人：中山大学孙逸仙纪念医院，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人