一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法
2023-04-30 05:48:01 1
一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法
【專利摘要】一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，製備步驟如下：製備羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子；製備羧基化聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子；製備聚乙二醇-聚乳酸-β-環糊精兩親性高分子；製備基於β-環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液；最後製備基於油相的兩親性高分子反相微乳。本發明的優點是：該基於油相的兩親性高分子反相微乳通過向高分子中引入環糊精後，高分子反相微乳對BSA的最大包封率可從60%提高到72%；其製備方法簡便易行、成本低廉，可廣泛應用於材料學、生物學、醫學等領域中如藥物控制釋放、乳化和分離等多個領域。
【專利說明】—種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於高分子材料領域的兩親性共聚物的製備技術，特別是一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法。
【背景技術】
[0002]由兩親性高分子自組裝形成的納米粒子常被用作肽類和蛋白質藥物載體，在生物工程、材料科學和醫藥領域都引起人們的極大興趣。聚乳酸(PLA)是20世紀90年代迅速發展起來的新一代可完全降解高分子材料，具有優良的生物相容性，是美國食品和藥物管理局(FDA)認可的一類生物醫用材料和環保材料。環糊精(CD)及其衍生物具有明確的化學結構，有許多化學修飾和綴合的位點，擁有不同的空腔尺寸，低毒，能夠保護包封/綴合的藥物免於生物降解。油酸乙酯由於其具有很好的生物相容性早已被用作藥用輔料。
[0003]本發明中涉及的是含有beta-環糊精的兩親性聚乙二醇(PEG)-聚乳酸(PLA)(PEG-PLA)共聚物在有機溶劑或油酸乙酯中構建的高分子反相微乳。這種反相微乳可以提高親水性蛋白在有機相中的溶解度，並且可以通過將蛋白包封在高分子反相微乳的內部使其免於失活。將高分子反相微乳進一步分散到油酸乙酯中，使該高分子反相微乳有望進一步成為肽類、蛋白藥物的載體。另外，通過將環糊精引入到高分子中，極大地提高了高分子反相微乳對牛血清白蛋白(BSA)的包封效率。
[0004]本發明首先合成兩親性PEG-PLA，並將⑶引入到PEG-PLA中，高分子溶於有機相，BSA溶於水相；然後將兩相混合通過乳化的方法製備了高分子反相微乳。通過比較，CD的引入極大地提高了高分子反相微乳對BSA的包封率。然後，將高分子反相微乳分散到油酸乙酯中，將有機溶劑揮發乾淨。通過動態光散射測試，高分子反相微乳在油酸乙酯中保持了完好的形態。最後，將釋放出來的BSA測圓二色譜，結果證實BSA的二級結構保持完好。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，該方法工藝簡單、成本低廉，極大地提高了牛血清白蛋白(BSA)的包封率，並且能保持BSA的活性。
[0006]本發明的技術方案:
一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，製備步驟如下:
1)將丙交酯(LA)、引發劑和催化劑加入到管狀容器中並混合均勻，抽真空至-0.1MPa後封閉管口，油浴130°C下反應12小時，停止加熱，冷卻至室溫後，用二氯甲烷(DCM)溶解，無水乙醚沉澱兩次，得到羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-OH)兩親性高分子；
2)將上述羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子(PEG-PLA-0H)、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶(DMAP)和三乙胺(TEA)混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入氯仿，室溫下攪拌24小時，將該混合液濃縮至粘稠液後在無水乙醚中沉澱，抽濾得粗產物，將粗產物溶於二氯甲烷(DCM)，過濾除去未反應的丁二酸酐，再用無水乙醚沉澱，抽濾得到羧基化聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-COOH)兩親性高分子；
3)將羧基化聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子(PEG-PLA-C00H)、乙二胺環糊精(⑶en)、二環己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入無水N，N-二甲基甲醯胺(DMF)，室溫下反應24小時，過濾後對水透析48小時，凍幹得白色固體產物即為聚乙二醇-聚乳酸-β -環糊精(PEG-PLA-β -⑶)兩親性高分子；
4)將步驟1)、3)製得的羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-OH)和聚乙二醇-聚乳酸-β -環糊精(PEG-PLA-β -⑶)兩種兩親性高分子分別溶於二氯甲烷(DCM)或三氯甲烷有機溶劑中，然後向其中滴加牛血清白蛋白(BSA)水溶液，進行超聲震蕩，超聲功率為100瓦特，超聲時間為4分鐘，超聲程序為超聲3秒、停頓2秒，然後在常溫下攪拌4h，即可製得基於β-環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液；
5)將上述基於β-環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液加入到油酸乙酯中，在室溫條件下通過攪拌將二氯甲烷或三氯甲烷有機溶劑揮發乾淨，再加入油酸乙酯，使最終兩親性高分子在油酸乙酯中的濃度為lmg/mL，即可製得基於油相的兩親性高分子反相微乳。
[0007]所述步驟I)中引發劑為分子量為8000的單甲氧基聚乙二醇(MPEG8K)、分子量為10000-20000的四臂聚乙二醇(4armPEG10K-4armPEG20K)或分子量為20000的八臂聚乙二醇(8armPEG20K)，丙交酯(LA)與引發劑的質量比為1_2:2~1 ;所述催化劑為辛酸亞錫，催化劑的質量為聚乙二醇(PEG)質量和丙交酯(LA)質量總和的0.5%。
[0008]所述步驟2)中聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子(PEG-PLA-OH)的末端羥基、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、三乙胺(TEA)的摩爾比為1: 1:2: 2，氯仿與混合液的用量比為 lg:10mL 。
[0009]所述步驟3)中羧基化聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-C00H)末端羧基、乙二胺環糊精(⑶en)、二環己基碳二亞胺(DCC)、4_ 二甲氨基吡啶(DMAP)的摩爾比為1:2:2:2，無水N, N- 二甲基甲醯胺(DMF)與混合液的用量比為lg: 10mL。
[0010]所述步驟4)中牛血清白蛋白(BSA)水溶液的濃度為25-100mg/mL;聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-0H)、聚乙二醇-聚乳酸-β -環糊精(PEG-PLA-β -⑶)、有機溶劑與牛血清白蛋白(BSA)水溶液的用量比為Img:lmg:lmL:IOuL0
[0011]本發明的優點是:該基於油相的兩親性高分子反相微乳通過向高分子中引入環糊精後，高分子反相微乳對BSA的最大包封率可從60%提高到72% ;其製備方法簡便易行、成本低廉，可廣泛應用於材料學、生物學、醫學等領域中如藥物控制釋放、乳化和分離等多個領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為MPEG8K-PLA8K的核磁共振氫譜，其中:MPEG8K表示MPEG分子量為8000，PLA8K表示PLA分子量為8000。
[0013]圖2為MPEG8K-PLA8K-CD的核磁共振氫譜。
[0014]圖3 為 MPEG8K-PLA8K 和 MPEG8K-PLA8K-CD 的紅外光譜圖。
[0015]圖4為製備的高分子反相微乳在二氯甲烷(DCM)中的粒徑及粒徑分布圖。
[0016]圖5為反相微乳的掃描電鏡照片。
[0017]圖6為製備的高分子反相微乳在油酸乙酯中的粒徑及粒徑分布圖。【具體實施方式】
[0018]實施例:
一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，引發劑為聚乙二醇(MPEG8K)，具體製備步驟如下:
I)將0.45 g丙交酯(LA)、0.4g引發劑聚乙二醇(MPEG8K)和8.5mg催化劑辛酸亞錫加入到安瓿瓶中，對體系持續抽真空至-0.1MPa，用酒精噴燈封管，油浴130°C下反應12小時，停止加熱，待溶液冷卻至室溫後，用二氯甲烷(DCM)溶解產物，乙醚沉澱兩次，得到羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-OH)兩親性高分子。 [0019]圖1為MPEG8K-PLA8的核磁共振譜圖，圖中表明:製得的產物為MPEG8K-PLA8K。
[0020]2 )將0.8g聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子(PEG-PLA)、IOmg 丁二酸酐、7.32mg
4-二甲氨基吡啶(DMAP)和10.1mg三乙胺(TEA)混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入氯仿，氯仿與混合液的用量比為lg: 10mL，室溫下攪拌24小時，將所得混合液濃縮至3ml時呈粘稠液後在無水乙醚中沉澱，抽濾得粗產物，將粗產物溶於二氯甲烷(DCM)，過濾除去未反應的丁二酸酐，再用無水乙醚沉澱，抽濾得到羧基化聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA-C00H)兩親性高分子。
[0021]3)將0.5g羧基化聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子(PEG-PLA-C00H)、73mg乙二胺環糊精(⑶en)、12.8mg 二環己基碳二亞胺(DCC)和7.7mg 4-二甲氨基吡啶(DMAP)混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入無水N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)，無水N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)與混合液的用量比為lg:1OmL,室溫下反應24小時，過濾後對水透析48小時，凍幹得白色固體產物即為聚乙二醇-聚乳酸-環糊精(PEG-PLA-β -⑶)兩親性高分子。
[0022]圖2為MPEG8K-PLA8K-⑶的核磁共振譜圖，圖中表明，⑶en成功引入到高分子中。
[0023]圖3 為 MPEG8K-PLA8K 和 MPEG8K-PLA8K-CD 的紅外吸收光譜圖，圖中 34，HcnT1 處羥基吸收峰的增強以及1638 cm-1處的醯胺鍵吸收峰表明CDen成功引入到高分子當中。
[0024]4)分別稱取 4mg MPEG8K-PLA8K 和 4mg MPEG8K-PLA8K-CD 溶於 4mL 二氯甲烷(DCM)中，然後向其中滴加40uL濃度為50mg/ml的BSA水溶液，進行超聲震蕩，超聲功率為100瓦特，超聲時間為4分鐘，超聲程序為超聲3秒、停頓2秒，然後在常溫下攪拌4h，即可製得基於環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液。
[0025]5)將3mL基於β -環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液加入到ImL油酸乙酯中，在室溫條件下通過攪拌將二氯甲烷有機溶劑揮發乾淨，再加入2mL油酸乙酯，使最終兩親性高分子在油酸乙酯中的濃度為lmg/mL，即可製得基於油相的兩親性高分子反相微乳。
[0026]圖4和圖6分別為高分子反相微乳在二氯甲烷(DCM)和油酸乙酯中的粒徑以及粒徑分布圖。圖5為二氯甲烷(DCM)中的高分子反相微乳的掃面電鏡照片，圖中顯示:該高分子反相微乳具有較小的粒徑、較好的粒徑分布和較好的形態。
【權利要求】
1.一種基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，其特徵在於製備步驟如下: 1)將丙交酯、引發劑和催化劑加入到管狀容器中並混合均勻，抽真空至-0.1MPa後封閉管口，油浴130°C下反應12小時，停止加熱，冷卻至室溫後，用二氯甲烷溶解，無水乙醚沉澱兩次，得到羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子； 2)將上述羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶和三乙胺混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入氯仿，室溫下攪拌24小時，將該混合液濃縮至粘稠液後在無水乙醚中沉澱，抽濾得粗產物，將粗產物溶於二氯甲烷，過濾除去未反應的丁二酸酐，再用無水乙醚沉澱，抽濾得到羧基化聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子； 3)將羧基化聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子、乙二胺環糊精、二環己基碳二亞胺和4-二甲氨基吡啶混合均勻得到混合液，在氮氣氣氛下加入無水N，N- 二甲基甲醯胺，室溫下反應24小時，過濾後對水透析48小時，凍幹得白色固體產物即為聚乙二醇-聚乳酸-β-環糊精兩親性高分子； 4)將步驟1)、3)製得的羥基末端的聚乙二醇-聚乳酸和聚乙二醇-聚乳酸-β-環糊精兩種兩親性高分子分別溶於二氯甲烷或三氯甲烷有機溶劑中，然後向其中滴加牛血清白蛋白水溶液，進行超聲震蕩，超聲功率為100瓦特，超聲時間為4分鐘，超聲程序為超聲3秒、停頓2秒，然後在常溫下攪拌4h，即可製得基於β-環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液； 5)將上述基於β- 環糊精的兩親性高分子反相微乳溶液加入到油酸乙酯中，在室溫條件下通過攪拌將二氯甲烷或三氯甲烷有機溶劑揮發乾淨，再加入油酸乙酯，使最終兩親性高分子在油酸乙酯中的濃度為lmg/mL，即可製得基於油相的兩親性高分子反相微乳。
2.根據權利要求1所述基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，其特徵在於:所述步驟I)中引發劑為分子量為8000的單甲氧基聚乙二醇、分子量為10000-20000的四臂聚乙二醇或分子量為20000的八臂聚乙二醇，丙交酯與引發劑的質量比為1-2:2-1 ;所述催化劑為辛酸亞錫，催化劑的質量為聚乙二醇質量和丙交酯質量總和的0.5%。
3.根據權利要求1所述基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，其特徵在於:所述步驟2)中聚乙二醇-聚乳酸兩親性高分子的末端羥基、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶、三乙胺的摩爾比為1:1:2:2，氯仿與混合液的用量比為lg:10mL。
4.根據權利要求1所述基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，其特徵在於:所述步驟3)中羧基化聚乙二醇-聚乳酸末端羧基、乙二胺環糊精、二環己基碳二亞胺、4- 二甲氨基吡啶的摩爾比為1:2:2:2，無水隊^二甲基甲醯胺與混合液的用量比為lg:10mL。
5.根據權利要求1所述基於油相的兩親性高分子反相微乳的製備方法，其特徵在於:所述步驟4)中牛血清白蛋白水溶液的濃度為25-100mg/mL ;聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚乳酸_β -環糊精、有機溶劑與牛血清白蛋白水溶液的用量比為Img:lmg:lmL:10uLo
【文檔編號】C08L87/00GK103483790SQ201310454392
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】高輝, 朱明冉, 聞繼傑 申請人:天津理工大學