生物可降解阳离子聚合物及其应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910232056.9

申请日:

2009.11.26

公开号:

CN101735418A

公开日:

2010.06.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):C08F 293/00变更事项:专利权人变更前:苏州大学变更后:苏州大学变更事项:地址变更前:215123 江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号变更后:215137 江苏省苏州市相城区济学路8号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 293/00申请日:20091126|||公开

IPC分类号:

C08F293/00; C08G63/91; A61K47/32; A61K47/34; A61K48/00

主分类号:

C08F293/00

申请人:

苏州大学

发明人:

朱彩虹; 罗思彬; 孟凤华; 朱秀林; 钟志远

地址:

215123 江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号

优先权:

专利代理机构:

苏州创元专利商标事务所有限公司 32103

代理人:

陶海锋

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内容摘要

本发明公开了一种生物可降解阳离子聚合物胶束及其制备和应用,所述生物可降解阳离子聚合物胶束由三嵌段共聚物构成,所述嵌段共聚物至少包括阳离子亲水段和生物可降解疏水段,阳离子亲水段构成聚合物胶束的壳,疏水段构成聚合物胶束的核,所构成聚合物胶束可以通过静电复合装载siRNA,得到稳定的聚合物/siRNA复合粒子,体外转染实验时,可以有效地抑制特定基因表达;并装载疏水药物的聚合物胶束也可以通过静电复合装载siRNA,实现同时装载药物和siRNA的方法,具有药物治疗和基因治疗的双重效果。

权利要求书

1: 一种生物可降解阳离子聚合物,其特征在于,所述生物可降解阳离子聚合物为A-B-A型嵌段聚合物,其中A为阳离子水溶性聚合物聚N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯,为亲水段;B选自生物可降解脂肪族聚酯。
2: 根据权利要求1所述的生物可降解阳离子聚合物,其特征在于,所述阳离子水溶性聚合物为聚N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯,分子量为1000~10000Da;所选生物可降解脂肪族聚酯为聚己内酯,分子量为1000~10000Da。
3: 一种阳离子聚合物胶束,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束由权利要求2所述生物可降解阳离子聚合物自组装形成,所述胶束的亲水性阳离子外壳由阳离子水溶性聚合物N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯构成,疏水性内核由生物可降解聚酯PCL构成;所述阳离子聚合物胶束粒径为54~220纳米,粒径分布PDI为0.14~0.45,表面电势为28.5~35.5毫伏。
4: 一种siRNA载体,其特征在于,所述siRNA载体为权利要求3所述阳离子聚合物胶束。 5.一种阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束和siRNA,并且阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合。 6.一种阳离子聚合物胶束装载疏水性药物和siRNA的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将疏水性药物溶在有机溶剂中,再与权利要求2所述两亲聚合物的有机溶液共同搅拌,然后滴加二次水,将得到的溶液搅拌1小时后透析,透析后的聚合物浓度在其临界胶束浓度以上,得到包裹疏水性药物的阳离子聚合物胶束; 有机溶剂选自:四氢呋喃、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的一种; (2)将步骤(1)中装载有疏水性药物的阳离子聚合物胶束与siRNA通过静电作用复合,其中,阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,得到阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子。 7.一种阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子通过权利要求6所述方法制备而得,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束、疏水性药物和siRNA,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合,聚合物胶束的疏水性内核包裹疏水性药物。
5: 5毫伏。 4.一种siRNA载体,其特征在于,所述siRNA载体为权利要求3所述阳离子聚合物胶束。 5.一种阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束和siRNA,并且阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合。
6: 一种阳离子聚合物胶束装载疏水性药物和siRNA的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将疏水性药物溶在有机溶剂中,再与权利要求2所述两亲聚合物的有机溶液共同搅拌,然后滴加二次水,将得到的溶液搅拌1小时后透析,透析后的聚合物浓度在其临界胶束浓度以上,得到包裹疏水性药物的阳离子聚合物胶束; 有机溶剂选自:四氢呋喃、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的一种; (2)将步骤(1)中装载有疏水性药物的阳离子聚合物胶束与siRNA通过静电作用复合,其中,阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,得到阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子。
7: 一种阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子通过权利要求6所述方法制备而得,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束、疏水性药物和siRNA,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合,聚合物胶束的疏水性内核包裹疏水性药物。
8: 5~35.5毫伏。 4.一种siRNA载体,其特征在于,所述siRNA载体为权利要求3所述阳离子聚合物胶束。 5.一种阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束和siRNA,并且阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合。 6.一种阳离子聚合物胶束装载疏水性药物和siRNA的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将疏水性药物溶在有机溶剂中,再与权利要求2所述两亲聚合物的有机溶液共同搅拌,然后滴加二次水,将得到的溶液搅拌1小时后透析,透析后的聚合物浓度在其临界胶束浓度以上,得到包裹疏水性药物的阳离子聚合物胶束; 有机溶剂选自:四氢呋喃、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的一种; (2)将步骤(1)中装载有疏水性药物的阳离子聚合物胶束与siRNA通过静电作用复合,其中,阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,得到阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子。 7.一种阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子,其特征在于,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子通过权利要求6所述方法制备而得,所述阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子包括:权利要求3所述阳离子聚合物胶束、疏水性药物和siRNA,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合,聚合物胶束的疏水性内核包裹疏水性药物。

说明书


生物可降解阳离子聚合物及其应用

    【技术领域】

    本发明涉及一种生物可降解阳离子聚合物及其应用,具体涉及一种生物可降解阳离子聚合物以及所述聚合物制备药物或/和siRNA载体的应用。

    背景技术

    小分子RNA干扰(siRNA)技术可以特异性抑制靶基因的表达,在治疗基因过度表达或突变引起的疾病方面具有广阔的应用前景(参见:Dorsett Y,TuschlT Nat Rev Drug Discov 2004;3(4):318-329;de Fougerolles A,et al.Nat RevDrug Discov 2007;6:443-453)。但是,siRNA分子具有核酸和小分子化合物的双重特性,易被核酸酶降解;其亲水性和阴离子特性使其很难穿过脂质的细胞膜,细胞转染效率低(参见:Castanotto D,Rossi JJ Nature 2009;457(7228):426-433)。目前主要的解决方法有:采用化学修饰进行结构改造,提高稳定性;采用病毒作为载体,以提高siRNA在体内的稳定性和转染效率;采用非病毒载体,提高siRNA的体内稳定性和转染效率。对siRNA的结构修饰,在一定程度上可以改善其稳定性,但有可能影响其活性,同时制备成本也提高;病毒类载体转染效率高,但存在免疫原性高、毒性大、目的基因容量小、靶向特异性差、制备较复杂及费用较高等缺点;非病毒类基因载体与病毒类载体相比,具有很多的优点,例如,它们的免疫原性较低、容易制备和修饰、可赋予靶向特异性、可多次重复使用、价格较低等,因此越来越受到人们的重视(参见:Kim WJ,Kim SW Pharm Res 2009;26(3):657-666)。近年来,人们尤其对水溶性生物可降解类阳离子聚合物感兴趣,因为其毒性通常较不可降解的阳离子聚合物低,而且其降解性能可望实现细胞内基因释放而导致高的转染效率。例如,有文献报道可生物还原降解的聚乙烯亚胺用于装载siRNA,与采用25kDa不可降解聚乙烯亚胺(25k PEI)相比,其转染效率大大提高,能显著抑制血管表皮生长因子(VEGF)的表达(参见:Jeong,JH,et al.Biomaterials,2007,28:1912-1917);可生物降解聚胺酯(参见:Jere D,et al.Biomaterials,2008,29:2535-2547)与25kPEI相比,具有较低的细胞毒性并能更好地抑制肺癌细胞绿色荧光蛋白的表达。

    聚N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA)是一常用基因载体,研究表明高分子量PDMAEMA(Mw 30万)可有效运载不同类型和大小的质粒DNA(参见:Cherng JY,et al.Pharm Res 1996;13(7):1038-1042;van de Wetering P,et al.JControl Release 1998;53(1-3):145-153;Verbaan FJ,et al.J Gene Med 2004;6(1):64-75)。PDMAEMA与其它阳离子聚合物载体如聚乙烯亚胺(PEI)、聚赖氨酸(PLL)、和聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状聚合物相比,具有合成简单、易于表征、和/或pH缓冲能力较强等特点。但是,PDMAEMA不能很好压缩siRNA,在siRNA释放上效率很低。此外,由于PDMAEMA不能在体内降解,高分子量PDMAEMA难于排出体外,其体内毒性较高。

    【发明内容】

    本发明目的是提供一种生物可降解阳离子聚合物。

    为达到上述目的,本发明具体技术方案是,一种生物可降解阳离子聚合物,所述生物可降解阳离子聚合物为A-B-A型嵌段聚合物,其中A为阳离子水溶性聚合物聚N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA),为亲水段;B选自生物可降解脂肪族聚酯。

    上述技术方案中,所述阳离子水溶性聚合物聚N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA)分子量为1000~10000Da;所选生物可降解脂肪族聚酯为聚己内酯(PCL),分子量为1000~10000Da。

    由于生物可降解阳离子聚合物包括生物可降解聚合物的疏水段和阳离子水溶性聚合物的亲水段,因此是一种两亲嵌段聚合物。

    上述嵌段聚合物的制备方法为本领域技术人员公知的技术:PDMAEMA-PCL-PDMAEM可通过可逆加成-断裂链转移(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer,RAFT)聚合方法得到:首先通过开环聚合方法制备不同分子量的聚己内酯,然后通过DCC/NHS法制备大分子RAFT试剂CPADN-PCL-CPADN,然后再以CPADN-PCL-CPADN为链转移剂聚合DMAEMA单体,制备一系列分子量可控的PDMAE MA-PCL-PDMAEM嵌段聚合物,其合成路线如下图所示:

    上述技术方案中,所述两亲聚合物中亲水链段和疏水链段的长度可通过控制开环聚合反应条件,加入单体与大分子RAFT试剂的比例、反应时间、反应温度等来调节。

    上述两亲性聚合物在水溶液或缓冲溶液中可以自组装形成阳离子胶束,聚合物的浓度需在其临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)以上,阳离子水溶性聚合物PDMAEMA向外排列构成亲水性阳离子外壳,生物可降解聚酯PCL向内排列构成疏水性内核,所述阳离子胶束的外壳与siRNA通过静电作用复合,装载siRNA,抑制某种特定基因表达。

    因此,本发明的另一目的是提供一种阳离子聚合物胶束,

    为达到上述目的,本发明具体技术方案是,一种阳离子聚合物胶束,所述阳离子聚合物胶束由上述生物可降解阳离子聚合物自组装形成,所述胶束的亲水性阳离子外壳由阳离子水溶性聚合物N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯构成,疏水性内核由生物可降解聚酯PCL构成;所述阳离子聚合物胶束粒径为54~220纳米,粒径分布PDI为0.14~0.45,表面电势为28.5~35.5毫伏。

    本发明的另一目的是提供一种siRNA载体。

    为达到上述目的,本发明具体技术方案是,一种siRNA载体,所述siRNA载体由上述生物可降解阳离子聚合物自组装形成的阳离子聚合物胶束构成,所述胶束的亲水性阳离子外壳由阳离子水溶性聚合物PDMAEMA构成,疏水性内核由生物可降解聚酯PCL构成;所述阳离子聚合物胶束粒径为54~220纳米,粒径分布PDI为0.14~0.45,表面电势为28.5~35.5毫伏。

    应用上述siRNA载体通过静电复合作用装载siRNA得到阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子。

    所述阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子包括上述阳离子聚合物胶束和siRNA,并且阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合。

    上述两亲性聚合物在水溶液或缓冲溶液中自组装形成的阳离子胶束不仅可以装载siRNA,而且同时,因为上述阳离子胶束具有生物可降解的疏水性内核,因此能够装载疏水性药物;所述药物可选自但不局限于疏水性药物中的一种,本领域技术人员可以根据需要选择所需包封的药物分子。

    因此,优选的技术方案中,可以应用上述两亲性聚合物装载疏水性药物和siRNA,协同抑制某种特定基因表达。

    因此,本发明的另一目的是提供一种阳离子聚合物胶束装载疏水性药物和siRNA的方法以及所得阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子。

    为达到上述目的,本发明具体技术方案是,一种阳离子聚合物胶束装载疏水性药物和siRNA的方法,包括以下步骤:

    (1)将疏水性药物溶在有机溶剂中,再与所述两亲聚合物的有机溶液共同搅拌,然后滴加二次水,将得到的溶液搅拌1小时后透析,透析后的聚合物浓度在其临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)以上,得到包裹疏水性药物的阳离子聚合物胶束,;

    所述有机溶剂选自:四氢呋喃、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的一种;

    (2)将步骤(1)中装载有疏水性药物的阳离子聚合物胶束与siRNA通过静电作用复合,其中,阳离子聚合物胶束中的氮与siRNA中的磷的摩尔比大于1∶1,得到阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子。

    应用上述制备方法得到的阳离子聚合物胶束/疏水性药物/siRNA纳米复合粒子,包括:阳离子聚合物胶束、药物和siRNA,聚合物胶束的阳离子外壳与siRNA通过静电作用复合,聚合物胶束地疏水性内核包裹药物。

    由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:

    (1)与传统水溶性阳离子聚合物基因载体相比,可以控制聚合物/基因复合粒子的粒径和单分散分布,经由特定大小血管渗透的选择效果,加强药物集中于病征。

    (2)此外,这类生物可降解阳离子聚合物胶束实现了疏水性药物和siRNA在同一纳米粒的同载,可以协同抑制特定基因表达。

    【附图说明】

    附图1,实施例中生物可降解阳离子聚合物胶束的形成方法,及其装载药物和siRNA的示意图;

    附图2,实施例十一中生物可降解阳离子胶束对细胞MDA-MB-435-GFP的毒性实验结果;

    附图3,实施例十五中生物可降解阳离子胶束装载GFP-siRNA对MDA-MB-435-GFP细胞的GFP抑制表达结果;

    附图4,实施例十四中生物可降解阳离子胶束装载紫杉醇(PTX)对PC3细胞的毒性实验结果;使用的聚合物为PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17;

    附图5,实施例十六中生物可降解阳离子胶束同时装载紫杉醇(PTX)和VEGF-siRNA对PC3细胞的VEGF抑制表达结果;使用的聚合物为PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17。

    【具体实施方式】

    下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:

    实施例一,RAFT聚合得到三嵌段共聚物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17

    氩气保护下,将引发剂AIBN(1.0mg,6.2μmol),大分子RAFT试剂CPADN-PCL32-CPADN(0.13g,31μmol),N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)单体(0.19g,1.24mmol)和1.5mL的四氢呋喃加入到10mL的Schlenk真空密封瓶中,通氩气30分钟后把瓶子放在60℃的油浴中,搅拌反应24小时后,在正己烷中沉淀,过滤,真空干燥48小时,得到三嵌段共聚物,产率为80%。核磁结果表明其结构为PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17。Mn(GPC)=9200,Mw/Mn(GPC)=1.15。

    实施例二,RAFT聚合得到三嵌段共聚物PDMAEMA58-PCL32-PDMAEMA58

    氩气保护下,将引发剂AIBN(1.0mg,6.2μmol),大分子RAFT试剂CPADN-PCL-CPADN(0.13g,31μmol),N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯单体DMAEMA(0.71g,4.65mmol)和1.5mL的四氢呋喃加入到10mL的Schlenk真空密封瓶中,通氩气30分钟后把瓶子放在60℃的油浴中,搅拌反应24小时后,在正己烷中沉淀,过滤,真空干燥48小时,得到三嵌段共聚物,产率为72%。核磁结果表明其结构为PDMAEMA58-PCL32-PDMAEMA58。Mn(GPC)=21100,Mw/Mn(GPC)=1.42。

    实施例三,RAFT聚合得到三嵌段共聚物PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30

    氩气保护下,将引发剂AIBN(1.0mg,6.2μmol),大分子RAFT试剂CPADN-PCL-CPADN(0.13g,31μ.mol),N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯单体DMAE MA(0.36g,2.33mmol)和1.5mL的四氢呋喃加入到10mL的Schlenk真空密封瓶中,通氩气30分钟后把瓶子放在60℃的油浴中,搅拌反应24小时后,在正己烷中沉淀,过滤,真空干燥48小时,得到三嵌段共聚物,产率为75%。核磁结果表明其结构为PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30。Mn(GPC)=14200,Mw/Mn(GPC)=1.31。

    实施例四,RAFT聚合得到三嵌段共聚物PDMAEMA36-PCL60-PDMAEMA36

    氩气保护下,将引发剂AIBN(0.28mg,1.7μmol),大分子RAFT试剂CPADN-PCL60-CPADN(0.13g,17.4μmol),N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯单体DMAEMA(0.25g,1.57mmol)和1.5mL的四氢呋喃加入到10mL的Schlenk真空密封瓶中,通氩气30分钟后把瓶子放在60℃的油浴中,搅拌反应24小时后,在正己烷中沉淀,过滤,真空干燥48小时,得到三嵌段共聚物,产率为81%。核磁结果表明其结构为PDMAEMA36-PCL60-PDMAEMA36。Mn(GPC)=22700,Mw/Mn(GPC)=1.27。

    实施例五,RAFT聚合得到三嵌段共聚物PDMAEMA63-PCL60-PDMAEMA63

    氩气保护下,将引发剂AIBN(0.28mg,1.7μmol),大分子RAFT试剂CPADN-PCL60-CPADN(0.13g,17.4μmol),N,N-二甲基甲基丙烯酸乙酯单体DMAEMA(0.71g,4.52mmol)和1.5mL的四氢呋喃加入到10mL的Schlenk真空密封瓶中,通氩气30分钟后把瓶子放在60℃的油浴中,搅拌反应24小时后,在正己烷中沉淀,过滤,真空干燥48小时,得到三嵌段共聚物,产率为79%。核磁结果表明其结构为PDMAEMA63-PCL60-PDMAEMA63。Mn(GPC)=21500,Mw/Mn(GPC)=1.55。

    实施例六,阳离子聚合物胶束(PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17)制备

    阳离子聚合物胶束通过直接溶解于醋酸-醋酸钠的缓冲溶液的方法制备。具体过程是:将2mg聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17溶在4mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)中,在25℃搅拌条件过夜后,超声30分钟,最终浓度为0.5mg/mL。胶束水化尺寸95纳米,粒径分布为0.22,胶束表面电势+35.5毫伏。

    实施例七,阳离子聚合物胶束(PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30)制备

    阳离子聚合物胶束通过直接溶解于醋酸-醋酸钠的缓冲溶液的方法制备。具体过程是:将2mg聚合物PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30溶在4mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)中,在25℃搅拌条件过夜后,超声30分钟,最终浓度0.5mg/mL。胶束水化尺寸54纳米,粒径分布为0.26,胶束表面电势+29.5毫伏。

    实施例八,阳离子聚合物胶束(PDMAEMA58-PCL32-PDMAEMA58)制备

    阳离子聚合物胶束通过直接溶解于醋酸-醋酸钠的缓冲溶液的方法制备。具体过程是:将2mg聚合物PDMAEMA58-PCL32-PDMAEMA58溶在4mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)中,在25℃搅拌条件过夜后,超声30分钟,最终浓度0.5mg/mL。胶束水化尺寸132纳米,粒径分布为0.18,胶束表面电势+29.3毫伏。

    实施例九,阳离子聚合物胶束(PDMAEMA36-PCL60-PDMAEMA36)制备

    阳离子聚合物胶束通过直接溶解于醋酸-醋酸钠的缓冲溶液的方法制备。具体过程是:将2mg聚合物PDMAEMA36-PCL60-PDMAEMA36溶在4mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)中,在25℃搅拌条件过夜后,超声30分钟,最终浓度0.5mg/mL。胶束水化尺寸200纳米,粒径分布为0.45,胶束表面电势+28.5毫伏。

    实施例十,阳离子聚合物胶束(PDMAEMA63-PCL60-PDMAEMA63)制备

    阳离子聚合物胶束通过直接溶解于醋酸-醋酸钠的缓冲溶液的方法制备。具体过程是:将2mg聚合物PDMAEMA63-PCL60-PDMAEMA63溶在4mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)中,在25℃搅拌条件过夜后,超声30分钟,最终浓度0.5mg/mL。胶束水化尺寸226纳米,粒径分布为0.14,胶束表面电势+32.6毫伏。

    实施例十一:阳离子聚合物胶束的细胞毒性

    在实施例六至实施例十制备的10μL阳离子聚合物胶束溶液中,加入90μL含血清培养基,后加入到已培养的MDA-MB-435-GFP细胞中,37℃和5%二氧化碳条件下孵化24小时。与25k bPEI(聚乙烯亚胺)相比,阳离子聚合物胶束的毒性小于25k bPEI(聚乙烯亚胺)。

    实施例十二:阳离子聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17胶束装载siRNA

    50μL阳离子聚合物胶束PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17(48.4μg/m至145.1μg/mL)和50μL siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟,即得到阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合物溶液。后进行琼脂糖凝胶电泳实验,结果表明在氮/磷比大于等于2时,siRNA与聚合物胶束间可以通过静电作用复合,在氮/磷比大于4时,siRNA与聚合物胶束间通过静电作用几乎完全结合,该阳离子聚合物胶束有很好的凝聚siRNA的能力。

    实施例十三:阳离子聚合物PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30胶束装载siRNA

    50μL阳离子聚合物胶束PDMAEMA30-PCL32-PDMAEMA30(40.0μg/m至120.0μg/mL)和50μL siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟,即得到阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合物溶液。后进行琼脂糖凝胶电泳实验,结果表明在氮/磷比大于等于1时,siRNA与聚合物胶束间可以通过静电作用复合,在氮/磷比大于2时,siRNA与聚合物胶束间通过静电作用几乎完全结合,该阳离子聚合物胶束有很好的凝聚siRNA的能力。

    实施例十四:阳离子聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17胶束同时装载紫杉醇PTX和siRNA

    在0.5mL聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17(5mg/mL)的四氢呋喃溶液中,加入0.2mL紫杉醇(5mg/mL)的二甲亚砜溶液,在25℃搅拌条件下,向其中滴加5mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)。得到的溶液搅拌1h后,装入预先准备好的透析袋中(SPECTRA/POR,MWCO:3500),用醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)透析。后取50μL形成的载药聚合物胶束粒子溶液(96.7μg/mL)和50μL siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟,得到阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子。

    实施例十五:阳离子聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17胶束装载GFP-siRNA的抑制GFP表达

    50μL阳离子聚合物胶束PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17(48.4μg/m至145.1μg/mL)和50μL GFP-siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟,即得到阳离子聚合物胶束/siRNA纳米复合物溶液。

    在阳离子聚合物胶束/GFP-siRNA纳米复合粒子溶液中,加入400μL无血清培养基,后加入到已培养的MDA-MB-435-GFP细胞中,37℃和5%二氧化碳条件下孵化4小时。后更换有血清培养基,继续孵化48小时。在聚合物/siRNA电荷比为36/1时,可以有效地抑制细胞GFP的表达达70%以上。

    实施例十六:阳离子聚合物胶束同时装载紫杉醇PTX和VEGF-siRNA的协同抑制VEGF表达

    在0.5mL聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17(5mg/mL)的四氢呋喃溶液中,加入0.2mL紫杉醇(5mg/mL)的二甲亚砜溶液,在25℃搅拌条件下,向其中滴加5mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)。得到的溶液搅拌1h后,装入预先准备好的透析袋中(SPECTRA/POR,MWCO:3500),用醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)透析。后取50μL形成的载药聚合物胶束粒子溶液(96.7μg/m L)和50μL VEGF-siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟。

    在同时装载紫杉醇和VEGF-siRNA的聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子溶液中,加入400μL无血清培养基,后加入到已培养的PC3细胞中,37℃和5%二氧化碳条件下孵化4小时。后更换有血清培养基,继续孵化48小时。装载有紫杉醇的胶束/siRNA复合粒子可以有效地抑制细胞VEGF的表达达85%以上。

    实施例十七:阳离子聚合物胶束同时装载尼罗红(Nile Red)和GFP-siRNA的共聚焦显微观察

    在0.5mL聚合物PDMAEMA17-PCL32-PDMAEMA17(5mg/mL)的四氢呋喃溶液中,加入0.2mL尼罗红(5mg/mL)的二甲亚砜溶液,在25℃搅拌条件下,向其中滴加5mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)。得到的溶液搅拌1h后,装入预先准备好的透析袋中(SPECTRA/POR,MWCO:3500),用醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 5.0,20mM)透析。后取50μL形成的载尼罗红聚合物胶束粒子溶液(96.7μg/mL)和50μL GFP-siRNA溶液(5μg/mL),旋涡5sec后,室温静置30分钟,得到阳离子聚合物胶束/药物/siRNA纳米复合粒子。

    在同时装载尼罗红和GFP-siRNA的聚合物胶束/siRNA纳米复合粒子溶液中,加入400μL无血清培养基,后加入到已培养的MDA-MB-435-GFP细胞中,37℃和5%二氧化碳条件下孵化4小时。后更换有血清培养基,继续孵化48小时。以未加任何聚合物的细胞作为对照样,利用共聚焦显微镜观察转染4小时和继续孵化48小时的细胞,可以清晰地看到疏水性药物可以进入到细胞,而且装载的GFP-siRNA可以有效地抑制细胞GFP的表达。

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本发明公开了一种生物可降解阳离子聚合物胶束及其制备和应用,所述生物可降解阳离子聚合物胶束由三嵌段共聚物构成,所述嵌段共聚物至少包括阳离子亲水段和生物可降解疏水段,阳离子亲水段构成聚合物胶束的壳,疏水段构成聚合物胶束的核,所构成聚合物胶束可以通过静电复合装载siRNA,得到稳定的聚合物/siRNA复合粒子,体外转染实验时,可以有效地抑制特定基因表达;并装载疏水药物的聚合物胶束也可以通过静电复合装载s。

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