新型聚合物聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)自組裝為膠束負(fù)載藥物的研究*

徐黎強， 周國永， 程 度

(中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院， 廣東 廣州 510275)

癌癥是一種復(fù)雜的疾病，同時也嚴(yán)重威脅著人類的生命。新型高分子納米藥物載體作為與生命科學(xué)、生物工程技術(shù)交叉發(fā)展的重要發(fā)展方向并已成為高分子科學(xué)研究的熱點，高分子納米藥物載體的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定著控制藥物釋放特性。抗癌藥物的毒副作用是制約其應(yīng)用的重要原因，通過納米載體負(fù)載抗癌藥物，不僅可以提高藥物傳輸?shù)侥[瘤部位的效率，也會減少其對正常組織器官的副作用。因此，應(yīng)用生物相容性好、生物可降解高分子材料開發(fā)納米藥物載體，備受人們關(guān)注[1-4]。

本文設(shè)計并合成了具有特定結(jié)構(gòu)的聚合物：聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)，并分別采用核磁共振、紅外光譜等表征手段研究聚合物的結(jié)構(gòu)和粒徑大小及分布。實驗結(jié)果表明聚合物聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)所自組裝成的膠束，可負(fù)載抗癌藥物阿霉素(Doxorubicin， DOX)。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

核磁共振波譜儀Mercury-Plus 300，美國；紅外光譜分析儀Nicolet/Nexus 670；Zeta電位及粒度測定儀90Plus/BI-MAS，美國；紫外可見分光光度計PE/Lambd 750,PerkinElmer Ltd.,United Kingdom。

聚乙二醇(PEG-OH，Mn=2 000)，二甲基甲酰胺(DMF)，N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC·HCl)，對甲苯磺酰氯(TsCl)二甲基亞砜(DMSO),二氯甲烷，三氯甲烷，吡啶，無水乙醚，鹽酸等試劑均為分析純；膽酸(φ=98％)，氨水(φ=25％)。

1.2 聚乙二醇氨基(PEG-NH2)的合成

據(jù)文獻(xiàn)[5-6]報道的方法，合成PEG-NH2，稱取聚乙二醇(Mn=2 000，20 g)于干燥的三口瓶中(250 mL)，70 ℃抽真空干燥4 h，然后加入新蒸的二氯甲烷(100 mL)、吡啶(50 mL)和對甲苯磺酰氯(TsCl，5 g)，室溫下避光反應(yīng)24 h。反應(yīng)液用HC1(3 mol·L-1)萃取洗滌，有機(jī)層用NaHCO3(5 g)洗滌，將溶液慢慢滴加到大量無水乙醚中，真空干燥得白色粉末PEG2k-OTS。

將上述白色粉末(10 g)與濃氨水(500 mL，φ=25％)置于1000 mL容器中，室溫下反應(yīng)5天。用同體積的CH2Cl2萃取后將其與同體積NaOH溶液(1 mol·L-1)充分混合攪拌2 h，將有機(jī)層用水洗至中性，真空干燥得PEG2k-NH2。通過核磁計算出氨基轉(zhuǎn)換率為80％。

1.3 聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)的合成

稱取膽酸(0.20 g)，EDC(0.14 g)和NHS(0.085 g)于反應(yīng)瓶(50 mL)中，加DMF/HCCl3(V(DMF)∶V(HCCl3)=1∶1，10 mL)溶解后，攪拌30 min，加PEG-NH2(3.00 g)，室溫反應(yīng)48 h。將溶液沉淀到無水乙醚中，過濾，水洗，真空干燥得到PEG-CA。

1.4 負(fù)載阿霉素(DOX)的聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)膠束的制備

取60 mg PEG-CA，6 mg DOX以1 mL的四氫呋喃溶解，超聲下逐滴加入至20 mL超純水中，將膠束透析2 d，除去游離的DOX。

1.5 阿霉素(DOX)載藥量的測定

阿霉素載藥量定義為膠束中阿霉素的質(zhì)量百分比，用 PE-Lambda 750 紫外可見分光光度計檢測。首先，將負(fù)載阿霉素的PEG-CA膠束溶液凍干，稱取一定質(zhì)量溶于氯仿和二甲基亞砜(DMSO)(V(HCCl3)∶V(DMSO)= 1∶1)中，檢測480 nm 處阿霉素的吸光度。配制一系列濃度的阿霉素氯仿/二甲基亞砜溶液，檢測480 nm處的吸光度，用濃度和吸光度作出阿霉素吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)這條標(biāo)準(zhǔn)曲線算出負(fù)載阿霉素的PEG-CA膠束中阿霉素的載藥量。

2 表征與分析

2.1 核磁共振波譜

本文合成了PEG-CA聚合物。簡要地說，先將PEG末端羥基通過對甲苯磺酰氯活化再和氨水反應(yīng)將羥基轉(zhuǎn)變成氨基，然后由酰胺化反應(yīng)將膽酸連接到PEG-NH2末端得到PEG-CA。

圖1 PEG-CA的核磁共振波譜圖

2.2 紅外光譜

PEG-CA的紅外光譜圖如圖2所示。

圖2 PEG-CA紅外光譜圖

2.3 PEG-CA膠束的粒徑

用Zeta-Plus電位粒徑儀(Brooken Haven)測量PEG-CA膠束的粒徑，入射激光波長λ=532 nm，入射角θ= 90°，溫度為25 ℃；取3次測量值的平均值,得到PEG-CA膠束的粒徑分布圖如圖3所示。由圖3可以看出PEG-CA自組裝后形成的膠束的粒徑主要分布在220 nm左右。

圖3 PEG-CA粒徑分布圖

2.4 聚合物PEG-CA膠束負(fù)載阿霉素(DOX)的載藥量

3 結(jié) 論

本文研究了一種可作為納米藥物載體的聚合物聚乙二醇-膽酸(PEG-CA)的合成方法，并對其進(jìn)行了必要的表征。然后對聚乙二醇-膽酸進(jìn)行自組裝并形成膠束，最后進(jìn)行阿霉素(DOX)載藥量的測定，研究結(jié)果表明，聚合物PEG-CA膠束具有載藥功能，在藥物輸送方面具有潛在應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] DAI J,LIN S D,CHENG D,et al.Interlayer-crosslinked micelle with partially hydrated core showing Re duction and pH dual sensitivity for pin pointed intracellular drug release[J].Angew Chem Int Ed,2011,50:9404-9408.

[2]代元坤，賀繼東，張鑫,等.聚合物基抗癌藥物載體的研究進(jìn)展[J].高分子通報，2013，26(5):34-30.

[3]劉娛姍，高署，柯學(xué),等.難溶性藥物固體分散體研究新進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展，2013，37(4)：167-173.

[4]姜虎林.生物相容性高分子基因載體的研究進(jìn)展[J].2013，44(5) :476-481.

[5]MA N,LI Y,XU H P,et al.Dual redox responsive assemblies formed from diselenide block copolymers[J].Am Chem Soc,2010,132:442-443.

[6]NEAL J C，STOLNIK S，SCHACHT E，et al.Invitrodisplacement by rat serum of adsorbed radiolabeled poloxamer and poloxamine copolymers from model and biodegradable nanospheres[J].Pharm Sci,1998,87:1242-1248.

[7]KOIDE A,KISHIMURA A,OSADA K,et al.Semipermeable polymer vesicle (PICsome) self-assembled in aqueous medium from a pair of oppositely charged block copolymers:physiologically stable micro-/nano containers of water-soluble macromolecules[J].Am Chem Soc,2006,128:5988-5989.

[8]王偉偉.基于功能高分子的多功能納米載體在納米醫(yī)學(xué)中的研究[D].廣州:中山大學(xué).2011.

[9]LI C C,WANG G J,GAO H Y,et al.Temperature-,pH-,and ion- stimulus-responsive swelling behaviors of poly (dimethy laminoethyl methacrylate) gel containing cholic acid[J].Journal of Applied Polymer Science,2014,131(6):DOI:10.1002/app.39998 10.1002.