一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法
阅读：568发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 专利 涉及一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，其特征在于以NHS(英文名称：N-hydroxysuccinimide，中文名称：N-羟基丁二酰亚胺)、EDC(英文名称：1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride，中文名称：1-(3-二甲 氨 基丙基)-3-乙基 碳 二亚胺)、HA(英文名称：Hyaluronic acid，中文名称：透明质酸)及PEI(英文名称：Poly(ethylenimine)，中文名称：聚乙烯亚胺)为原料，采用 微波 辐射 法高产率制备HA-PEI靶向药物载体。主要合成方法是：将NHS和EDC混合HA后，将PEI滴加到上述混合溶液，得到前驱体混合溶液，将上述前驱体混合溶液转移到带有冷凝回流装置的常压微波反应器中，将所得溶液冷却至室温，将溶液倒入 透析 袋，渗析12～24个小时，-40～-60低温 冷冻干燥 12～120小时，收集样品。此合成方法的优点是：原料无毒无害、成本低、合成效率高、形貌可控，合成的药物满足人体的吸收需求，有望投放于医疗行业取得良好效果。，下面是一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法专利的具体信息内容。
1.一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，其特征在于以NHS、EDC、HA及PEI为原料，采用微波辐射法制备HA-PEI靶向药物载体，其反应步骤如下：
第一、称量0.1000g～2.0000g钠盐，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成钠盐溶液；
第二、分别称量0.0100g～1.8000g HA、0.0010g～1.0000g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5～20ml，超声震荡5～120min，超声结束后备用；
第三、称量0.0100g～0.2200g NHS和0.0100g～0.3550g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡5～120min，超声结束后备用；
第四、NHS/EDC混合HA后，滴加PEI：先将上述第三步配置30毫升NHS/EDC溶液转移到
200ml圆底烧瓶中，再将上述第二步含有0.0100g～1.8000gHA溶液转移到上述圆底烧瓶中，再快速加入含有0.0010g～1.0000g PEI的溶液，得到前驱体溶液；
第五、将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为100～1200W，加热温度10～100℃，持续反应1～120分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；
第六、将反应后溶液倒入孔径5～20微米的透析袋中，置于25℃恒温循环高纯水中，常温渗析12～24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-40～-60低温冷冻干燥12～120小时，收集样品备用。
2.由权利要求1中钠盐为亚硫酸钠、亚磷酸钠、溴酸钠、溴化钠、硝酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、葡萄糖酸钠、氟酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、甲酸钠、过硫酸钠、硅酸钠、高氟酸钠、碘化钠、醋酸钠、次氟酸钠、丙烯酸钠、丙酸钠、苯甲酸钠的一种、两种、或两种以上任意组合。
一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法
[0002] 【技术背景】：近二十年来，纳米药物在肿瘤、癌症治疗的临床实践中不断发挥积极作用，其目的是提高传统药物治疗的疗效和选择性，减轻患者病痛，减少副作用的危害(Sara Maiolino，Annapina Russo，Valentina Pagliara，et al.Biodegradable nanoparticles sequentially decorated with polyethyleneimine and hyaluronan for the targeted delivery of docetaxel to airway cancer cells[J].Journal of nanobiotechnology， 2015，13(1)：2-4)。通过靶向药物的使用，可为昂贵活性物质提供一个保护壳，理论上能提供药物的降解保护，从而限制药物与健康细胞的相互作用和副作用，因此靶向药物成为人们研究的热点。靶向药物是现代医学、生物分子学、生物细胞学的发展产生的高科技治疗药物，它通过与癌症发生、肿瘤生长所必需的特定分子靶点的作用来阻止癌细胞的生长。常用治疗癌症的手段是通过化疗、放疗，但价格高昂并且副作用极大，且往往是压垮患者的最后一根稻草。靶向药物分为抗体药物和激酶抑制剂，抗体药物的靶向性极强，半衰期长，但是生产成本高不易于大规模投入制药行业；而激酶抑制剂相对分子质量小，可口服给药，半衰期短，但是生产成本低。
[0003] 纳米药物及中间体是新型的聚合物，可用于治疗癌症。HA和PEI聚合物，PEl 可通过静电与细胞膜的相互作用产生抗癌作用(Huang Z，Yang Y，Jiang Y，et al. Anti-tumor immune responses of tumor-associated macrophages via toll-like receptor 4 triggered by cationic polymers[J].Biomaterials，2013，34(3)：746-755；Wang， Shengpeng；Zhang，Jinming；Wang，Yitao；et al.Hyaluronic acid-coated PEI-PLGA nanoparticles mediated co-delivery of doxorubicin and miR-542-3p for triple negative breast cancer therapy，Nanomedicine nanotechnology Biology and medicine 2016， 12(2)：411-420.Sahiner，Nurettin；Sagbas，Selin；Sahiner，Mehtap；et al. Polyethyleneimine modified poly(Hyaluronic acid)particles with controllable antimicrobial and anticancer effects，Carbohydrate Polymers 2017，159：29-38)，但是传统HA-PEI靶向药物合成效率低、产物结构难控、形貌不规整，因此急需寻找一种快捷、低成本、缓慢效果佳的靶向药物。
[0004] 针对现有的技术问题和对抗癌药物的迫切需求，本发明专利提供一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，此方法制备的靶向药物的使用剂量符合人体吸收速率、靶向性药物效果强、成本低、有望投放于制药行业，批量生产。
[0005] 【发明内容】：本发明专利采用一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，此方法制备实现了靶向药物的形貌可控，能延长药物有效期，且能缓慢释放，释放的速率符合人体吸收的速率，靶向性药物强，减轻患者病痛，合成药物的成本低、有望投放于制药行业，在医学行业有着良好的发展前景。
[0006] 【本发明的技术方案】：本发明专利涉及一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，具体合成步骤如下：
[0008] 第一、称量0.1000g～2.0000g钠盐，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成钠盐溶液；
[0009] 第二、分别称量0.0100g～1.8000gHA、0.0010g～1.0000gPEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5～20ml，超声震荡5～120min，超声结束后备用；
[0010] 第三、称量0.0100g～0.2200g NHS和0.0100g～0.3550g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡5～120min，超声结束后备用；
[0011] 第四、NHS/EDC混合HA后，滴加PEI：先将上述第三步配置30毫升 NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将上述第二步含有0.0100g～1.8000g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，再快速加入含有0.0010g～1.0000g PEI的溶液，得到前驱体溶液；
[0012] 第五、将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为100～1200W，加热温度10～100℃，持续反应1～120分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；
[0013] 第六、将反应后溶液倒入孔径5～20微米的透析袋中，置于25℃恒温循环高纯水中，常温渗析12～24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-40～-60低温冷冻干燥12～120小时，收集样品备用。
[0014] 2、由权利要求1中钠盐为亚硫酸钠、亚磷酸钠、溴酸钠、溴化钠、硝酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、葡萄糖酸钠、氯酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、甲酸钠、过硫酸钠、硅酸钠、高氯酸钠、碘化钠、醋酸钠、次氯酸钠、丙烯酸钠、丙酸钠、苯甲酸钠的一种、两种、或两种以上任意组合。
[0015] 【本发明的优点及效果】：本发明专利涉及一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，该合成路线操作简单，原料廉价易得；本发明专利献明创新点是合成的靶向药物的形貌可控，系中空球形结构，延缓了昂贵活性成分的有效期，并能长时间缓慢释放，更为奇特的是该化合物释放速率符合人体吸收的速率，靶向性药物强，减少了药物对的副作用，生产成本降低、合成效率高，提高了疗效，减轻了患者家庭的经济负担。本发明专利合成的靶向药物能够克服患者一天多次用药的困扰；因为其制备工艺简单，疗效好，有望投放于制药行业，批量生产，且经过小白鼠等多次医学试验证实材料具有良好效果。附图说明
[0016] 图1为原料HA的结构式
[0017] 图2为原料PEI的结构式图
[0018] 图3为原料NHS的结构式图
[0019] 图4为原料EDC的结构式图
[0020] 图5为原料HA的核磁谱图
[0021] 图6为原料PEI的核磁谱图
[0022] 图7为合成目标产物HA-PEI的核磁谱图，显示了明显的特征峰
[0024] 图9为合成样品HA-PEI的扫描电子显微镜高倍照片
[0025] 图10为带回流冷凝的常压微波反应器【具体实施方式】：
[0026] 实施例1：微波辐射法加热功率为100W，加热温度20℃下靶向药物载体的合成[0027] 称量0.1200g氯化钠，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成氯化钠溶液；分别称量0.0250g HA、0.0150g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液15ml，超声震荡15min，超声结束后备用；称量0.1800g NHS和0.0550g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡50min，超声结束后备用；NHS/EDC 混合HA，滴加PEI：先将配置30毫升NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将含有0.0250g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，逐滴加入含有
0.0150g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为100W，加热温度20℃，持续反应10分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径5微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-60℃低温冷冻干燥100小时，收集样品备用。
原料HA、PEI、NHS、EDC 的结构式分别如图1、图2、图3、图4所示，原料HA、PEI的核磁谱图如图
5、图6所示，经微波辐射法合成的HA-PEI聚合物的核磁谱图如图7所示，从图7可得出在横坐标2.75附近的出锋表示HA和PEI聚合度高，完成了分子链的可控聚合，HA-PEI聚合物的扫描电镜图如图8、图9，从扫描电镜图和核磁谱图可以得出，本发明专利合成的HA-PEI聚合物为球状空心结构，空心部分可以进一步负载其他医疗活性物质，合成效率高，形貌可控，在医学手术的长时间疗效方面确的良好效果。
0.0150g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为100W，加热温度20℃，持续反应10分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径5微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-60℃低温冷冻干燥100小时，收集样品备用。
原料HA、PEI、NHS、EDC 的结构式分别如图1、图2、图3、图4所示，原料HA、PEI的核磁谱图如图
5、图6所示，经微波辐射法合成的HA-PEI聚合物的核磁谱图如图7所示，从图7可得出在横坐标2.75附近的出锋表示HA和PEI聚合度高，完成了分子链的可控聚合，HA-PEI聚合物的扫描电镜图如图8、图9，从扫描电镜图和核磁谱图可以得出，本发明专利合成的HA-PEI聚合物为球状空心结构，空心部分可以进一步负载其他医疗活性物质，合成效率高，形貌可控，在医学手术的长时间疗效方面确的良好效果。
[0028] 实施例2：微波辐射法加热功率为800W，加热温度20℃下靶向药物载体的合成[0029] 称量0.500g硫酸钠，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成硫酸钠溶液；分别称量0.4000g HA、0.0500g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5ml，超声震荡15min，超声结束后备用；称量0.0100g NHS和0.0200g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡50min，超声结束后备用；NHS/EDC 混合HA，滴加PEI：先将配置30毫升NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将含有0.4000g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，逐滴加入含有
0.0500g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中(如图10)，调节微波辐射功率为800W，加热温度20℃，持续反应3分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径10微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净 200ml烧杯中，-40℃低温冷冻干燥80小时，收集样品备用，此条件合成的HA-PEI 聚合物的扫描电镜图和核磁谱图同实施例1，医学实验取得良好有益效果。
0.0500g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中(如图10)，调节微波辐射功率为800W，加热温度20℃，持续反应3分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径10微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净 200ml烧杯中，-40℃低温冷冻干燥80小时，收集样品备用，此条件合成的HA-PEI 聚合物的扫描电镜图和核磁谱图同实施例1，医学实验取得良好有益效果。
[0030] 实施例3：微波辐射法加热功率为400W，加热温度40℃下靶向药物载体的合成[0031] 称量0.500g醋酸钠，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成醋酸钠溶液；分别称量0.2000g HA、0.0170g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5ml，超声震荡5min，超声结束后备用；称量0.0220g NHS和0.0350g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡5min，超声结束后备用；NHS/EDC混合HA，滴加PEI：先将配置30毫升NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将含有0.2000g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，逐滴加入含有
0.0170g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为400W，加热温度40℃，持续反应10分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径10微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析12小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-60℃低温冷冻干燥60小时，收集样品备用，此条件合成的HA-PEI聚合物的扫描电镜图和核磁谱图同实施例1，医学实验取得良好有益效果。
0.0170g PEI 溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为400W，加热温度40℃，持续反应10分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径10微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析12小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-60℃低温冷冻干燥60小时，收集样品备用，此条件合成的HA-PEI聚合物的扫描电镜图和核磁谱图同实施例1，医学实验取得良好有益效果。
[0032] 实施例4：微波辐射法加热功率为600W，加热温度40℃下靶向药物载体的合成[0033] 称量0.6500g葡萄糖酸钠，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成葡萄糖酸钠溶液；分别称量0.3500g HA、0.0400g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5ml，超声震荡5min，超声结束后备用；称量0.0260g NHS和 0.0500g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡25min，超声结束后备用；NHS/EDC混合HA，滴加PEI：先将配置30毫升NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将含有0.3500g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，逐滴加入含有 0.0400g PEI溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为600W，加热温度40℃，持续反应10 分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径 10微米的透析袋中，置于恒温循环高纯水中，常温渗析12小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-60℃低温冷冻干燥70小时，收集样品备用，此条件合成的 HA-PEI聚合物的扫描电镜图和核磁谱图同实施例1，医学实验取得良好有益效果。
[0034] 对比例：
[0035] 参照(Sahiner N，Sagbas S，Sahiner M，et al.Polyethyleneimine modified poly(Hyaluronic acid)particles with controllable antimicrobial and anticancer effects[J].Carbohydrate polymers，2017，159：29-38.)中提供一种制备HA-PEI靶向药物的合成方法：将重1g的HA颗粒分散在含10wt％NaIO4的100mL水溶液中，以500转/分的速度搅拌12小时，然后用过量的丙酮沉淀，用丙酮至少离心 2次洗涤，将经过NalO4处理的0.5gHA颗粒放入含有不同浓度PEI(0.5、1和2mL)的20mL水溶液中12小时。用1∶1、1∶1和1∶2的重量比HA∶PEI颗粒进行沉淀，加入过量的丙酮。HA-PEl颗粒用丙酮-水混合物至少洗涤2次，离心10分钟，转速为10000rpm，用热枪干燥，储存在封闭的容器中，用于药物装载和释放研究。
[0036] 本发明专利涉及一种高产率制备HA-PEI靶向药物载体的可控合成方法，其特征在于以NHS、EDC、HA及PEI为原料，采用微波辐射法制备HA-PEI靶向药物载体，其反应步骤如下：称量0.1000g～2.0000g钠盐，溶于20ml去离子水中，溶液加温30℃，形成钠盐溶液；分别称量0.0100g～1.8000g HA、0.0010g～1.0000g PEI于2个烧杯中，分别加入上述配置钠盐溶液5～20ml，超声震荡5～120min，超声结束后备用；称量0.0100g～0.2200g NHS和0.0100g～0.3550g EDC，溶解于30毫升的去离子水中，超声震荡5～120min，超声结束后备用；NHS/EDC混合HA后，滴加PEI：先将上述第三步配置30毫升NHS/EDC溶液转移到200ml圆底烧瓶中，再将上述第二步含有0.0100g～1.8000g HA溶液转移到上述圆底烧瓶中，再快速加入含有0.0010g～1.0000g PEI的溶液，得到前驱体溶液；将上述前驱体溶液转移至常压且带回流冷凝的微波反应器中，调节微波辐射功率为100～1200W，加热温度 10～100℃，持续反应1～120分钟停止；微波反应结束后，将所得溶液冷却至室温；将反应后溶液倒入孔径5～20微米的透析袋中，置于25℃恒温循环高纯水中，常温渗析12～24小时，透析过程中，颜色逐渐变白，且透析袋中的杂质含量与高纯水数值相等时，将产物倒入消毒的干净200ml烧杯中，-40～-60低温冷冻干燥12～120 小时，收集样品备用。本发明专利所合成的HA-PEI靶向药物载体形貌可控，能够延缓药物的有效期，并且能够缓慢释放，释放的剂量正好符合人体吸收的速率，靶向性药物强，不易于损害正常细胞、减少副作用对人体造成的伤害，且在医学实验中取得良好效果，并且能够批量生产。
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