[发明专利]快速穿透细胞膜及胞内环境响应性的比率型荧光成像高分子纳米载体及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种快速穿透细胞膜及胞内环境响应性的比率型荧光成像高分子纳米载体，是由含有生色团的胞内环境响应性的两亲性嵌段共聚物通过自组装而成的，含有生色团的胞内环境响应性的两亲性嵌段共聚物由含有甲氧基的钯作为引发剂通过一锅法合成，即同时引发五氟苯酚异腈单体、四苯乙烯基官能化的苯异腈单体、L型亲水苯异腈单体三种单体的聚合形成两亲性嵌段共聚物，再利用胱胺作为交联剂，实现两亲性嵌段共聚物的交联，得到的含有生色团的胞内环境响应性的两亲性嵌段共聚物，其结构式如下：R₁为含有生色团TPE的基团，R₂为左手螺旋的PEG亲水链；该纳米载体能够用于药物负载，输运和可控释放以及细胞成像、荧光分子探针。

技术领域

本发明涉及聚合物反应领域，具体涉及一种快速穿透细胞膜及胞内环境响应性的比率型荧光成像高分子纳米载体及其制备和应用。

背景技术

近年来，随着纳米技术与合成化学的飞速发展，纳米载体在生物医学领域中的应用研究受到越来越多的关注；其中，高分子基纳米载体为生物医学成像、诊断、以及药物输运提供了新的手段和思路。研究表明，纳米至亚微米尺度的载体对组织粘膜有着较强的吸附和穿透，高分子基胶束、囊泡等纳米结构可通过在肿瘤组织内的增强渗透和滞留(EPR)效应而“被动靶向”至肿瘤部位。

对于具有生物相容性的两亲性嵌段共聚物而言，其在水溶液中的浓度达到临界胶束浓度(CMC)以上时能形成以亲水嵌段为外壳、以疏水嵌段为内核的组装体，这就赋予了疏水内核增溶憎水性染料分子(如尼罗红)或药物分子的能力，从而实现对肿瘤部位的光学成像及抗癌药物的输运。

细胞膜具有选择透过性，因此细胞膜对于输运药物的高分子纳米载体有很高的要求。一般细胞的表面环境是左手螺旋的。因此，对于合成单一左手螺旋的两亲性高分子纳米载体是非常重要的。

两亲性共聚物高分子纳米载体中若含有二硫键，那么二硫键是可以被过量谷胱甘肽(GSH)切割。研究表明，细胞外和细胞内环境之间的GSH水平显然不同。此外，与正常组织相比，肿瘤组织高度减少，肿瘤细胞质中GSH的浓度比正常细胞高几倍。因此，在还原型物质含量较高的肿瘤细胞中，二硫键就很容易被切割，被还原成巯基。所以由于二硫键的存在，二硫键对于肿瘤细胞内还原性物质的响应，所以使得负载抗癌药物或者药物模型分子(尼罗红)的高分子纳米载体能够在还原性物质含量高的肿瘤细胞处聚集，还原性物质使得二硫键断裂，使得药物释放出来，达到治疗肿瘤细胞的目的。

聚苯异腈(PPIs)是最早发现的具有稳定螺旋构象的高分子之一，其性质稳定、单体易得、聚合方法简单、在溶液中和固态时均能很好的保持螺旋结构，因而是一种非常有意义的人工合成螺旋聚合物。之前有文章报道过利用特定的催化剂去引发苯异腈单体聚合并进行聚合物的组装，组装成理想的形态，形成非常稳定的刚性螺旋构象，并能稳定的存在于溶液、本体、以及基材表面。

因此结合以上的论述，本领域的技术人员致力于开发一种具有快速穿透细胞膜以及胞内环境响应性的比率型荧光成像的高分子基纳米载体，用来实现药物的负载、输运及可控释放；同时在细胞成像方面也有很好的应用。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种快速穿透细胞膜及胞内环境响应性的比率型荧光成像高分子纳米载体及其制备和应用

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速穿透细胞膜及胞内环境响应性的比率型荧光成像高分子纳米载体，所述的纳米载体呈球形胶束结构，是由含有生色团的胞内环境响应性的两亲性嵌段共聚物通过自组装而成的，其中，含有生色团的胞内环境响应性的两亲性嵌段共聚物的结构式如下：

其中，x＝80-100，y＝100-200，R₁为含有生色团TPE的基团，R₂为左手螺旋的PEG亲水链。

优选地，R₁的结构式如下：