專利名稱：基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種納米藥物技術(shù)領(lǐng)域的制備方法，具體是一種基于高分子的PH 響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法。
背景技術(shù)：
pH響應(yīng)的藥物釋放系統(tǒng)是一類智能藥物釋放系統(tǒng)，它能根據(jù)所處環(huán)境的酸堿度對(duì) 藥物進(jìn)行可控性的釋放。人體的腫瘤胞外環(huán)境(PH 5. 7-7. 8)比正常血液或組織(pH約7. 4) 顯酸性，而且細(xì)胞內(nèi)涵體和溶酶體的PH更分別低至5. 0和4. 5。因此，pH響應(yīng)的藥物釋放 系統(tǒng)在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域尤其是抗腫瘤領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Yatvin, M. B.等人在《Science》(科學(xué))1980 年第 210 其月 1253-1255 頁(yè)上發(fā)表了 《pH-Sensitive liposomes possible clinical implications)) (pH-敏感性脂質(zhì)體可能的臨床含義)一文，文中提出了 一種通過(guò)在脂 質(zhì)體中摻雜PH敏感性的磷脂分子實(shí)現(xiàn)藥物的pH響應(yīng)性釋放的方法，通過(guò)pH敏感性的磷 脂分子的水解作用破壞脂質(zhì)體的穩(wěn)定性從而達(dá)到藥物釋放的目的。Hudson，S. Μ.等人在 ((Progress in Polymer Science》(聚合物科學(xué)進(jìn)展)2004年第29期1173-1222頁(yè)上發(fā)表 了《Stimuli—responsive polymers and their bioconjugates》(朿Ij激口向應(yīng)性聚合物及其 生物軛合物)一文，文中綜述了基于聚合物的PH響應(yīng)體系的實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)不同pH下靜 電作用引起的“溶脹-收縮”效應(yīng)和聚合物的降解等實(shí)現(xiàn)藥物對(duì)PH的響應(yīng)性釋放。F6rey， G.等人在《Angewandte Chemie International Edition》(德國(guó)應(yīng)用化學(xué)(英文版))2006 年第 45 M 5974-5978《Metal-Organic Frameworks as Efficient Materials for Drug Delivery》(金屬有機(jī)骨架配合物用于藥物投遞的有效材料)一文，文中報(bào)道了 首次將金屬骨架配合物用于藥物投遞系統(tǒng)。Mirkin，C. Α.等人在《Nature》(自然)2005 年第 7068 其月 651-654 頁(yè)上發(fā)表了〈〈Chemically tailorable colloidal particles from infinite coordination polymers))(將無(wú)限配位聚合物用化學(xué)方法裁制成膠態(tài)顆粒)一 文，文中報(bào)道了首次將金屬有機(jī)配合物制備成膠態(tài)球狀顆粒。Lin，W. B.等人在《Journal of the American Chemical Society》(美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志)2008 年第 35 期 11584-11585 頁(yè)上發(fā)表了《Nanoscale Coordination Polymers for Platinum-Based Anticancer Drug Delivery》(用于鉬類抗癌藥物投遞的納米尺度的配位聚合物)一文，文中報(bào)道了將鉬類 抗腫瘤藥物包含于納米配位聚合物中，外層再用硅殼保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉬類抗腫瘤藥物的可控 釋放。Rosi，N.L.等人在《Journal of the American Chemical Society》(美國(guó)化學(xué)會(huì) 雜志)2OO9 年第 35 期 8376_8377 頁(yè)上發(fā)表了《Cation-Triggered Drug Release from a Porous Zinc-Adeninate Metal-Organic Framework》(陽(yáng)離子觸發(fā)藥物釋放的多孑L鋒一腺 嘌呤金屬有機(jī)骨架配合物)一文，文中報(bào)道了一種生物型金屬有機(jī)骨架配合物具有陽(yáng)離子 觸發(fā)釋放藥物的性質(zhì)。但是，將藥物借助生物相容性高分子制備成金屬有機(jī)聚合物仍是科學(xué)課堂中的空 白，而且藥物在近中性的正常組織“零釋放”、在弱酸性病變組織大量釋放的PH敏感性藥物釋放系統(tǒng)仍是科學(xué)界的一個(gè)難題。PH響應(yīng)的藥物釋放系統(tǒng)仍需繼續(xù)探索合適的策略和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于高分子的PH響應(yīng)金屬有機(jī) 配位聚合物的制備方法，藥物借助生物相容性高分子與金屬離子形成納米級(jí)金屬有機(jī)配位 聚合物，能根據(jù)PH的細(xì)微變化對(duì)藥物進(jìn)行可控的釋放。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過(guò)將生物相容性高分子溶解于去離 子水中，在攪拌環(huán)境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調(diào)節(jié)PH至中性，再依次 加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經(jīng)離心洗滌干燥后得到PH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物。所述的藥物溶液中的藥物與金屬鹽溶液中的金屬鹽以及生物相容性高分子的質(zhì) 量比為 1 0.5 10 0.01 100。所述的不良溶劑在不良溶劑和醇中的體積分?jǐn)?shù)為0 100% ；所述的藥物溶液中的搭載藥物的質(zhì)量濃度為2. OX 10_5 2. OX 10_2mol/L。所述的堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰，氨水，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺或 C1-C4直鏈，分支鏈烷基的短鏈胺。所述的生物相容性高分子為聚乙二醇、殼聚糖、F127或聚乳酸；所述的金屬硝酸鹽溶液為硝酸銅溶液或硝酸鐵溶液；所述的不良溶劑為烷烴、醚、醇、醛、酮的有機(jī)溶劑，優(yōu)選石油醚、乙醚、二氯甲烷、
三氯甲烷、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、乙酸乙酯或丙酮。所述的金屬硫酸鹽溶液是指硫酸鈉水溶液。所述的藥物包括含有羥基、羰基、巰基、氨基、硝基、羧基、胍基、磺酸基或 磷酸基的有機(jī)化合物，優(yōu)選鹽酸柔紅霉素(daunorubicin hydrochloride, CAS號(hào) 23541-50-6)、鹽酸阿霉素(Doxorubicin hydrochloride、CAS 號(hào):25316-40_9)、鹽酸伊 達(dá)比星(Idarubicin hydrochloride、CAS 號(hào)57852-57_0)、鹽酸表阿霉素(Epirubicin hydrochloride, CAS 號(hào)56390-09_1)、鹽酸阿柔比星(Aclarubicin hydrochloride, CAS 號(hào)75443-99-1)、鹽酸佐柔比星(Daunorubicin hydrochloride、CAS 號(hào)23541-50_6)、吡 柔比星(Pirarubicin、CAS 號(hào):72496_41_4)、依索比星(Esorubicin、CAS 號(hào)63521-85_7)、 卡柔比星(Carubicin、CAS 號(hào)64241-34_5)、奈莫柔比星(Nemorubicin、CAS 號(hào) 108852-90-0)、戊柔比星(Valrubicin、CAS 號(hào)56124-62_0)、地托比星(Detorubicin、CAS 號(hào)66211-92-5)、羅多比星(Rodorubicin, CAS 號(hào)96497_67_5)、美多比星(Medorubicin, CAS 號(hào)64314-52-9)、達(dá)佐霉素(Duazomycin、CAS 號(hào)1403-47-0)、絲裂霉素(Mitomycin C、 CAS 號(hào)50-07-7)、博萊霉素(Bleomycin、CAS 號(hào)11056-06_7)、平陽(yáng)霉素(Bleomycin A5、 CAS 號(hào)55658-47-4)、米托蒽醌(Mitoxantrone、CAS 號(hào)65271-80_9)、茜素紅(Alizarin Red S、CAS 號(hào)130-22-3)、鄰菲啰啉(1，10-Phenanthroline、CAS 號(hào):66-71_7)等。本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明制備的基于金屬有機(jī)配位鍵的新穎PH響應(yīng) 的藥物釋放系統(tǒng)能根據(jù)PH的細(xì)微變化對(duì)藥物進(jìn)行可控的釋放，尤其能在弱酸性病變組織 中釋放而在近中性正常組織中極少釋放，在藥物投遞領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是實(shí)施例1制備的基于金屬有機(jī)配位鍵制備的聚乙二醇-銅-米托蒽醌的納 米顆粒的SEM圖。圖2是實(shí)施例1制備的基于金屬有機(jī)配位鍵制備PH響應(yīng)的藥物釋放系統(tǒng)對(duì)米托 蒽醌在不同PH下的臺(tái)階式釋放曲線。圖3是實(shí)施例1制備的基于金屬有機(jī)配位鍵制備的聚乙二醇-銅_米托蒽醌的納 米顆粒和米托蒽醌的紫外吸收光譜。圖4是實(shí)施例1制備的基于金屬有機(jī)配位鍵制備的聚乙二醇-銅-米托蒽醌的納 米顆粒和米托蒽醌的紅外光譜。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例1將0. 20mg米托蒽醌溶解于Iml乙醇中形成藥物的溶液液，然后在室溫?cái)嚢柘?，?藥物的溶液中加入 ο μ 1 0. 2mol/L的硝酸銅的乙醇溶液和100 μ 1 20g/L的聚乙二醇4000 的乙醇溶液；加入25 μ 1 0. lmol/L氫氧化鈉溶液，然后滴加3ml乙酸乙酯，攪拌30分鐘，離 心，洗滌，室溫真空干燥后，得到藍(lán)黑色固體粉末材料。如下評(píng)估金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性，將得到的藍(lán)黑色固體粉末分散于 50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時(shí)取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測(cè)定。結(jié)果如下pH7.4溶液中只 釋放4%，pH6. 0溶液中釋放18%，pH5. 0溶液中釋放46%，pH4. 0溶液中釋放98%。金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性不同以往的pH響應(yīng)性釋放系統(tǒng)，它是一種基于 配位鍵的PH響應(yīng)性。并且其響應(yīng)性非常敏感，生理環(huán)境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下幾乎完全釋放。如圖1所示，為本實(shí)施例制備的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的SEM圖，圖中可見(jiàn) 所得到的球形顆粒，粒徑在30 50nm。如圖2所示，為本實(shí)施例制備的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物對(duì)米托蒽醌在不同 PH下的臺(tái)階式釋放曲線，圖中可見(jiàn)所得聚乙二醇-銅-米托蒽醌配位聚合物在生理環(huán)境 PH7. 4中24小時(shí)內(nèi)僅釋放4. 0% ；當(dāng)溶液pH調(diào)節(jié)至4. 0時(shí)，幾乎完全釋放。這說(shuō)明此配位 聚合物具有良好的PH敏感性。如圖3所示，為本實(shí)施例制備的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物和米托蒽醌的紫外吸 收光譜，圖中可見(jiàn)紫外圖譜顯示，當(dāng)銅離子與米托蒽醌作用后，米托蒽醌最大吸收發(fā)生紅 移，由620nm移至670nm，并且兩個(gè)吸收峰融合成一個(gè)寬峰，這說(shuō)明銅離子與米托蒽醌之間 形成了配位鍵。如圖4所示，為本實(shí)施例制備的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物和米托蒽醌的紅外光 譜，圖中可見(jiàn)紅外圖譜顯示，1610cm—1處的米托蒽醌的蒽醌羰基(C = 0)伸縮振動(dòng)位移至 1575cm—1，這表明蒽醌羰基與銅離子形成配位鍵，1220CHT1處的蒽醌苯酚氧(C-O)峰強(qiáng)變?nèi)酰?br> 5這表明蒽醌苯酚氧基也與銅離子形成配位鍵。3315cm—1處的米托蒽醌的NH伸縮振動(dòng)消失， 這說(shuō)明米托蒽醌上的NH也參與配位。聚乙二醇的C-O-C伸縮振動(dòng)至少有三個(gè)吸收峰1148， 1113，和1061CHT1，配位后峰強(qiáng)變?nèi)?，并且位移?100和1039cm"1 實(shí)施例2將0. 20mg米托蒽醌溶解于Iml乙醇中形成藥物的溶液液，然后在室溫?cái)嚢柘?，?藥物的溶液中加入18μ 1 0.211101/1的硝酸鐵的乙醇溶液和20(^1 20g/L的聚乙二醇4000 的乙醇溶液；然后滴加3ml乙酸乙酯，攪拌30分鐘，離心，洗滌，室溫真空干燥后，得到藍(lán)黑 色固體粉末材料。如下評(píng)估金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性，將得到的藍(lán)黑色固體粉末分散于 50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時(shí)取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測(cè)定。結(jié)果如下pH7.4溶液中只 釋放11%，pH6. 0溶液中釋放17 %，pH5. 0溶液中釋放23 %，pH4. 0溶液中釋放31 %。金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性不同以往的pH響應(yīng)性釋放系統(tǒng)，它是一種基于 配位鍵的PH響應(yīng)性。并且其響應(yīng)性非常敏感，生理環(huán)境pH7. 4下釋放很少，pH4. 0條件下 釋放31%。實(shí)施例3將IOmg殼寡糖(3000)和IOOmg F127溶解于5ml去離子水中形成高分子的溶液 液，然后在室溫?cái)嚢柘拢蛏鲜鋈芤褐屑尤隝ml 2. OX 10_3mol/L的茜素紅的乙醇溶液；加入 50 μ 1 0. 2mol/L硝酸鈷的乙醇溶液，加入300 μ 1 0. lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為 7,然后滴加IOml丙酮，攪拌10分鐘后加入100 μ 1，1 %硫酸鈉水溶液，再攪拌30分鐘，離 心，洗滌，冷凍干燥后，得到紫紅色固體粉末材料。如下評(píng)估金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性，將得到的紫紅色固體粉末分散于 50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時(shí)取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測(cè)定。結(jié)果如下pH7.4溶液中只 釋放3%，pH6. 0溶液中釋放3. 5%,pH5. 0溶液中釋放51%，pH4. 0溶液中釋放65%。金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性不同以往的pH響應(yīng)性釋放系統(tǒng)，它是一種基于 配位鍵的PH響應(yīng)性。并且其響應(yīng)性非常敏感，生理環(huán)境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下釋放65%。實(shí)施例4將IOmg殼寡糖(3000)和IOOmg F127溶解于5ml去離子水中形成高分子的溶 液，然后在室溫?cái)嚢柘?，向上述溶液中加入Iml 2. OX 10_3mol/L的茜素紅的乙醇溶液；加入 50 μ 1 0. 2mol/L硝酸鋅的乙醇溶液，加入500 μ 1 0. lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為 7，然后滴加IOml丙酮，攪拌30分鐘，離心，洗滌，冷凍干燥后，得到紫紅色固體粉末材料。如下評(píng)估金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性，將得到的紫紅色固體粉末分散于 50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時(shí)取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測(cè)定。結(jié)果如下pH7.4溶液中只 釋放3. 5%, pH6. 0溶液中釋放11%，pH5. 0溶液中釋放37%，pH4. 0溶液中釋放98%。金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性不同以往的pH響應(yīng)性釋放系統(tǒng)，它是一種基于 配位鍵的PH響應(yīng)性。并且其響應(yīng)性非常敏感，生理環(huán)境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件下幾乎完全釋放。實(shí)施例5將IOmg殼寡糖(3000)和IOOmg F127溶解于5ml去離子水中形成高分子的溶液 液，然后在室溫?cái)嚢柘拢蛏鲜鋈芤褐屑尤隝ml 2. OX 10_3mol/L的鄰菲啰啉的乙醇溶液；加 入50 μ 10. 2mol/L硝酸銅的乙醇溶液，加入350 μ 1 0. lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為 7，然后滴加6ml丙酮，攪拌10分鐘后加入100 μ 1，1 %硫酸鈉水溶液，再攪拌30分鐘，離心， 洗滌，冷凍干燥后，得到藍(lán)色固體粉末材料。如下評(píng)估金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性，將得到的藍(lán)色固體粉末分散于50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調(diào)節(jié)至pH6. 0，pH5. 0，pH4. 0， 定時(shí)取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測(cè)定。結(jié)果如下pH7. 4溶液中只釋放 4%, pH6. 0溶液中釋放12%，pH5. 0溶液中釋放25%，pH4. 0溶液中釋放76%。金屬有機(jī)配位聚合物的pH響應(yīng)性不同以往的pH響應(yīng)性釋放系統(tǒng)，它是一種基于 配位鍵的PH響應(yīng)性。并且其響應(yīng)性非常敏感，生理環(huán)境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下釋放76%。
權(quán)利要求
一種基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特征在于，通過(guò)將生物相容性高分子溶解于去離子水中，在攪拌環(huán)境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調(diào)節(jié)pH至中性，再依次加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經(jīng)離心洗滌干燥后得到pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的藥物溶液中的藥物與金屬鹽溶液中的金屬鹽以及生物相容性高分子的質(zhì)量比 為 1 0. 5 10 0. 01 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的不良溶劑在不良溶劑和醇中的體積分?jǐn)?shù)為0 100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的藥物溶液中的搭載藥物的質(zhì)量濃度為2. OX 10_5 2. OX 10_2mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰，氨水，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺或C1-C4 直鏈，分支鏈烷基的短鏈胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的生物相容性高分子為聚乙二醇、殼聚糖、F127或聚乳酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的金屬硝酸鹽溶液為硝酸銅溶液或硝酸鐵溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的不良溶劑為烷烴、醚、醇、醛、酮的有機(jī)溶劑，優(yōu)選石油醚、乙醚、二氯甲烷、三氯 甲烷、四氫呋喃、N，N 二甲基甲酰胺、乙酸乙酯或丙酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其特 征是，所述的金屬硫酸鹽溶液是指硫酸鈉水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，其 特征是，所述的藥物包括含有羥基、羰基、巰基、氨基、硝基、羧基、胍基、磺酸基或磷酸基的 有機(jī)化合物。
全文摘要
一種納米藥物技術(shù)領(lǐng)域的基于高分子的pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物的制備方法，通過(guò)將生物相容性高分子溶解于去離子水中，在攪拌環(huán)境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調(diào)節(jié)pH至中性，再依次加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經(jīng)離心洗滌干燥后得到pH響應(yīng)金屬有機(jī)配位聚合物。本發(fā)明將藥物借助生物相容性高分子與金屬離子形成納米級(jí)金屬有機(jī)配位聚合物，能根據(jù)pH的細(xì)微變化對(duì)藥物進(jìn)行可控的釋放。
文檔編號(hào)A61K47/04GK101947324SQ20101028393
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者車順愛(ài), 邢磊 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)