【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種納米顆粒及其制備方法和應用，特別涉及一種由[高分子a]-[聚氨基酸b]-[聚氨基酸c]三嵌段共聚物的聚氨基酸b鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長四氧化三鐵納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的磁性納米顆粒。本專利技術屬于藥物載體材料。
技術介紹
1、自然界中共有20種天然氨基酸，它們組成了各種天然的蛋白質，然而這樣構筑的多肽和蛋白質數量是有限的，其所具有的功能也是有限的。從上個世紀中葉開始，科學家們開始探索人工合成多肽的道路，并取得了初步成果。最開始的氨基酸聚合由于無法控制鏈長，再加上在聚合過程中對殘基序列控制不佳，導致合成多肽成為異質材料。在過去的幾十年里，人工合成多肽領域出現了一個重大突破即通過n-羧基內酸酐(nca)開環聚合反應來合成聚氨基酸，并通過側鏈修飾使得合成出的聚氨基酸具有功能性官能團，這使得人工聚氨基酸在多個領域得到應用。由于人工聚氨基酸粒徑小，生物相容性好，因此在藥物遞送系統中具有很大的應用潛力。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種具有a-b-c三部分結構的磁性納米材料及其制備方法和應用。
2、為了達到上述目的，本專利技術采用了以下技術手段：
3、本專利技術的一種納米顆粒，所述的磁性納米顆粒是由高分子a-聚氨基酸b-聚氨基酸c三嵌段共聚物的聚氨基酸b鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長由金屬離子的氧化物及/或氫氧化物組成的納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的納米顆粒；
4、其中，所述的高分子a為具有良好
5、其中，所述的聚氨基酸b為n-羧基環內酸酐(nca)單體開環聚合形成的線型聚氨基酸鏈，所述的nca單體在聚合后，通過水解、醇解、酸解或氫解的方式去除保護基，使得聚氨基酸b高分子鏈的側鏈上帶有羧基-cooh；
6、其中，所述的聚氨基酸c由不同于聚氨基酸b的另一種nca單體開環聚合形成，聚氨基酸c所用的nca單體，其γ位碳原子上連接種類豐富的官能團，在聚合后這些官能團均保留在聚氨基酸c的側鏈上。
7、其中，優選的，所述的高分子a為聚乙二醇、聚碳酸亞內酯、聚乙烯醇、聚己內酰胺、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己內酯中的一種或兩種以上單體的隨機共聚物，高分子a的非氨基一端，為甲氧基，苯基，乙烯基，酯基，酰胺基、烷基、芐基、酰鹵基、吡啶基、酮基、萘基或取代萘基，優選為甲氧基，高分子a的分子量范圍為50-300000，優選的，所述的高分子a為甲氧基-聚乙二醇-氨基(meo-peg-nh2)均聚物，高分子a的分子量范圍為500-50000。
8、其中，優選的，所述的聚氨基酸b為n-羧基環內酸酐(nca)單體開環聚合形成的線型聚氨基酸鏈，所述的nca單體為叔丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、甲酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、乙酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、雙芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、對硝基芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、對甲氧基芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、異丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、3-甲基丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐2-甲基丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、新戊酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐(圖1)中的一種或多種，經單獨聚合或共同聚合得到的產物，聚氨基酸b的分子量范圍為50-300000，優選的，所述的聚氨基酸b為叔丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐單獨聚合得到的高分子鏈段，聚氨基酸b的分子量范圍為500-50000。
9、其中，優選的，所述的聚氨基酸c由不同于聚氨基酸b的另一種nca單體開環聚合形成，所述的另一種nca單體，其γ位碳原子上連接的官能團包括烯烴、環氧、炔烴中的一種或多種，優選的，所述的另一種nca單體為丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丙-2-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-乙烯氧基苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-(丙-2-烯-1-氧基)-苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-乙烯基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丙-2-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-(丙-2-炔-1-氧基)-苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、戊-4-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、1-甲基-丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-乙炔基-丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐中的一種或兩種以上單體的隨機共聚物或嵌段共聚物，更優選為丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐(圖2、圖3)。聚氨基酸c嵌段的分子量范圍為50-300000，優選為500-50000。
10、其中，優選的，所述的金屬離子為fe2+、fe3+、co2+、co3+、ni2+、ni3+、ni4+中的一種或多種，優選為fe2+或fe3+，所述的金屬離子的氧化物或氫氧化物包括三氧化二鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵、氧化鈷、四氧化三鈷、三氧化二鈷、氧化鎳、三氧化二鎳、四氧化三鎳、fe(oh)2、fe(oh)3、co(oh)2、co(oh)3、ni(oh)2、ni(oh)3中的一種或多種，優選為四氧化三鐵。
11、其中，優選的，所述的金屬離子總數量和聚氨基酸b內所含有的羧基數量摩爾比位于1000:1和1:100000之間，優選為fe2+：fe3+：羧基＝1：2：10。
12、其中，優選的，所述的納米顆粒是由高分子a-聚氨基酸b-聚氨基酸c三嵌段共聚物的聚氨基酸b鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長四氧化三鐵納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的磁性納米顆粒，所述的高分子a-聚氨基酸b-聚氨基酸c三嵌段共聚物的結構如下所示：
13、
14、其中，n優選為10～1000，x優選為5～500，y優選為5～500，z優選為5～500。進一步的，本專利技術還提出了一種制備所述的納米顆粒的方法，包括以下步驟：
15、(1)通過控制反應條件在嚴格無氧無水環境下，使高分子a與聚氨基酸b發生聚合反應，得到高分子a-聚氨基酸b-nh2；反應結束后將產物在乙醚、己烷、石油醚中進行打漿提純，充分除去未反應的單體及雜質，得到純化后的高分子a-聚氨基酸b-nh2；
16、(2)將雙嵌段聚合物高分子a-聚氨基酸b-nh2繼續與不同于聚氨基酸b所用的另一種或多種nca單體進行氨基引發的開環聚合反應，得到三嵌段共聚物高分子a本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種納米顆粒，其特征在于，所述的納米顆粒是由高分子A-聚氨基酸B-聚氨基酸C三嵌段共聚物的聚氨基酸B鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長由金屬離子的氧化物及/或氫氧化物組成的納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的納米顆粒；
2.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的高分子A為聚乙二醇、聚碳酸亞內酯、聚乙烯醇、聚己內酰胺、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己內酯中的一種或兩種以上單體的隨機共聚物；高分子A的非氨基一端，為甲氧基，苯基，乙烯基，酯基，酰胺基、烷基、芐基、酰鹵基、吡啶基、酮基、萘基或取代萘基，優選為甲氧基，高分子A的分子量范圍為50-300000，優選的，所述的高分子A為甲氧基-聚乙二醇-氨基(MeO-PEG-NH2)均聚物，高分子A的分子量范圍為500-50000。
3.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的聚氨基酸B為N-羧基環內酸酐(NCA)單體開環聚合形成的線型聚氨基酸鏈，所述的NCA單體為叔丁酯-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、甲酯-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、乙酯-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、芐酯-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、雙
4.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的聚氨基酸C由不同于聚氨基酸B的另一種NCA單體開環聚合形成，所述的另一種NCA單體，其γ位碳原子上連接的官能團包括烯烴、環氧、炔烴中的一種或多種，優選的，所述的另一種NCA單體為丁-3-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、丙-2-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、4-乙烯氧基苯甲基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、4-(丙-2-烯-1-氧基)-苯甲基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2-乙烯基-丁-3-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、丙-2-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、4-(丙-2-炔-1-氧基)-苯甲基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、戊-4-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、1-甲基-丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、2-乙炔基-丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐中的一種或兩種以上單體的隨機共聚物或嵌段共聚物，更優選為丁-3-烯-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐、丁-3-炔-1-基-L-谷氨酸-N-羧基內酸酐；聚氨基酸C嵌段的分子量范圍為50-300000，優選為500-50000。
5.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的金屬離子為Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Ni3+、Ni4+中的一種或多種，優選為Fe2+或Fe3+，所述的金屬離子的氧化物或氫氧化物包括三氧化二鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵、氧化鈷、四氧化三鈷、三氧化二鈷、氧化鎳、三氧化二鎳、四氧化三鎳、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Co(OH)2、Co(OH)3、Ni(OH)2、Ni(OH)3中的一種或多種，優選為四氧化三鐵。
6.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的金屬離子總數量和聚氨基酸B內所含有的羧基數量摩爾比位于1000:1和1:100000之間，優選為Fe2+：Fe3+：羧基＝1：2：10。
7.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的納米顆粒是由高分子A-聚氨基酸B-聚氨基酸C三嵌段共聚物的聚氨基酸B鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長四氧化三鐵納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的磁性納米顆粒，所述的高分子A-聚氨基酸B-聚氨基酸C三嵌段共聚物的結構如下所示：
8.一種制備權利要求1-7任一項所述的納米顆粒的方法，其特征在于包括以下步驟：
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，水解反應過程中的pH值為-6～20，優選為2～4，所用的溫度為-50℃～100℃，優選為25℃；用于調控...
【技術特征摘要】
1.一種納米顆粒，其特征在于，所述的納米顆粒是由高分子a-聚氨基酸b-聚氨基酸c三嵌段共聚物的聚氨基酸b鏈段進行分子內交聯、共沉淀生長由金屬離子的氧化物及/或氫氧化物組成的納米顆粒之后，形成的具有鏈-球-鏈結構的納米顆粒；
2.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的高分子a為聚乙二醇、聚碳酸亞內酯、聚乙烯醇、聚己內酰胺、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己內酯中的一種或兩種以上單體的隨機共聚物；高分子a的非氨基一端，為甲氧基，苯基，乙烯基，酯基，酰胺基、烷基、芐基、酰鹵基、吡啶基、酮基、萘基或取代萘基，優選為甲氧基，高分子a的分子量范圍為50-300000，優選的，所述的高分子a為甲氧基-聚乙二醇-氨基(meo-peg-nh2)均聚物，高分子a的分子量范圍為500-50000。
3.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的聚氨基酸b為n-羧基環內酸酐(nca)單體開環聚合形成的線型聚氨基酸鏈，所述的nca單體為叔丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、甲酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、乙酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、雙芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、對硝基芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、對甲氧基芐酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、異丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、3-甲基丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐2-甲基丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、新戊酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐中的一種或多種，經單獨聚合或共同聚合得到的產物，聚氨基酸b的分子量范圍為50-300000，優選的，所述的聚氨基酸b為叔丁酯-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐單獨聚合得到的高分子鏈段，聚氨基酸b的分子量范圍為500-50000。
4.如權利要求1所述的納米顆粒，其特征在于，所述的聚氨基酸c由不同于聚氨基酸b的另一種nca單體開環聚合形成，所述的另一種nca單體，其γ位碳原子上連接的官能團包括烯烴、環氧、炔烴中的一種或多種，優選的，所述的另一種nca單體為丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丙-2-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-乙烯氧基苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-(丙-2-烯-1-氧基)-苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-乙烯基-丁-3-烯-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、丙-2-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、4-(丙-2-炔-1-氧基)-苯甲基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2-甲基-丁-3-炔-1-基-l-谷氨酸-n-羧基內酸酐、2,2-二甲基-丁-3-炔-1-基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜秉寅，陳天星，王文新，王敏，
申請(專利權)人：首都醫科大學，
類型：發明
國別省市：
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