[发明专利]基于PISA方法制备的偶氮还原酶响应性的近红外聚合物荧光探针及其应用

说明书

本发明涉及一种基于PISA方法制备的偶氮还原酶响应性的近红外聚合物荧光探针及其应用，本发明提供了一种偶氮还原酶响应的分子PPEGMA‑ADP‑Azo‑CDPA，其可作为PISA聚合法中的近红外大分子链转移剂，并进一步通过PISA方法，将甲基丙烯酸苄基酯在引发剂和红外大分子链转移剂的作用下，高效合成偶氮还原酶响应的近红外聚合物荧光探针，聚合物纳米粒子在偶氮还原酶作用下消除聚集猝灭作用荧光增强，利用上述性质该近红外聚合物纳米粒子实现荧光探针和药物载体功能。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种基于PISA方法制备的偶氮还原酶响应性的近红外聚合物荧光探针及其应用。

背景技术

近些年来，由于聚合物纳米材料在药物载体、纳米药物、药物传送与生物成像等方面的应用引起了研究者们的广泛的关注。刺激响应纳米粒子可在光、pH、温度、酶、氧化还原等因素下发生可逆或不可逆的物理或者化学变化，刺激响应性纳米粒子可应用于药物传送、诊断成像、生物传感器和生物分离等。传统溶液自组装通常是两亲性嵌段聚合物溶解在选择的溶剂中并加入不良溶剂，然后透析冻结链段形成聚合物纳米粒子组装体，然而这种制备方法只能在低浓度下进行(1％w/w)，并且步骤繁琐，限制了此方法的商业化应用。随着活性自由基聚合的发展，聚合诱导自组装(PISA)由于制备方法的简单、高效以及可高浓度下制备可控形貌的纳米粒子的优点成为此领域研究的热点。聚合诱导自组装的步骤通常如下：作为大分子RAFT试剂的可溶链段完全溶解在溶剂中，然后加入另一合适单体进行扩链，而在扩链过程中第二段聚合物可溶性逐渐变差，体系中为了保持相互作用力的平衡会驱动两亲性聚合物纳米组装体形成，且在聚合诱导自组装体系中控制疏水链段的长度、亲疏水链段的比例和聚合时间可得到不同形貌与粒径的聚合物纳米粒子。基于上述原因，利用聚合诱导自组装的手段制备刺激响应聚合物纳米粒子用于可控药物释放将具有极大的优势(参见：Zhang,W.J.,Hong,C.Y.,Pan,C.Y.,Biomacromolecules2017,18,1210-1217.)。

近些年，结肠部位的药物靶向传送策略的构建吸引了研究学者们的广泛关注。人体的结肠部位存在着大量的厌氧微生物(10¹⁰～10¹²细菌/g)，可产生如偶氮还原酶、硝基还原酶等酶，含偶氮键的负载药物聚合物纳米粒子可在结肠定位释放药物，在治疗结肠疾病同时减少副作用，这为药物靶向传送用于治疗结肠疾病的体系设计提供了启发。荧光探针因其高效、灵敏与可视化的优势而被广泛应用于生物成像、生物传感等领域。近红外荧光在生物成像时由于具有高透过率、低背景噪音与减少人体组织器官伤害等优势，成为荧光探针的研究热点。荧光探针在药物传送体系中具有可直观、高效灵敏地实现药物释放的监测的优点，成为研究药物分布、监视药物递送过程的可靠方式。近红外荧光分子Aza-BODIPY不仅具有高摩尔吸光系数、高荧光量子产率、高结构稳定性与低pH敏感性等优点，而且还是一种ACQ型染料分子，即其可在聚集状态下实现荧光的猝灭，而在溶解状态下实现荧光恢复，因此利用此策略可高效设计在模拟结肠环境下的偶氮还原酶响应的两亲性聚合物纳米粒子探针用于近红外荧光监测的药物释放。

目前报道的偶氮还原酶响应的近红外聚合物荧光探针用于结肠药物的靶向传送可控释放相对较少，而利用PISA策略制成近红外探针原位高浓度包载药物实现荧光监测的药物靶向传送与释放更是鲜有报道，因此研究PISA原位制备偶氮还原酶响应的近红外聚合物包药纳米粒子荧光探针对于进一步结肠的成像以及治疗具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于PISA方法制备的偶氮还原酶响应性的近红外聚合物荧光探针及其应用，本发明提供了一种偶氮还原酶响应的近红外大分子链转移剂，并进一步通过PISA方法高效合成偶氮还原酶响应的近红外聚合物荧光探针，聚合物纳米粒子在偶氮还原酶作用下消除聚集猝灭作用荧光增强，利用上述性质该近红外聚合物纳米粒子实现荧光探针和药物载体功能。

本发明的第一个目的是提供一种具有偶氮还原酶响应性的分子PPEGMA-ADP-Azo-CDPA，其结构式如式(I)所示：