一种高分子囊泡及其复合方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子囊泡制备的技术领域，涉及一种高分子囊泡的制备方法，具体涉及一种高分子囊泡及采用静电喷射与水合法制备高分子囊泡的方法。
技术背景
[0002]高分子囊泡(polymer vesicles或polymersomes)是一类中空球体，类似球壳的分子膜是由两亲性嵌段共聚物有序组合而成，尺寸一般在几十纳米到十几微米之间。在水溶液中，高分子囊泡膜是一种类似三明治的结构，中间层是由憎水链段紧密聚集在一起形成，亲水链段分布在憎水层的内外两侧并呈舒展的分子刷状。高分子囊泡的结构和膜的特性给它带来许多方面的潜在应用，比如药物包埋、药物输送、药物缓释、纳米反应器等，近几十年来受到了许多学者的关注。特别是在生物医药领域，一些小尺寸(200nm左右)的高分子囊泡可以被细胞内吞并将内含物(药物或基因)释放到细胞内部进行靶向给药和基因治疗。在此领域内，科学家们一方面从形成高分子囊泡的原料(嵌段共聚物)的入手，通过设计与合成特定功能嵌段，制备具有特定应激响应的“智能高分子囊泡”并用于载药和释药，如具有pH响应、温度响应、光响应等的高分子囊泡。另一方面从高分子囊泡的制备方式入手，提高载药效率。嵌段共聚物的制备高分子囊泡方法一般包括，水合法、溶剂交换法、电铸成型法、超声法、高剪切的挤出法等。此类常用制备方法所得高分子囊泡的尺寸往往不均一(分布宽从几十nm到几微米)，不同批次的质量也不尽相同，这样造成载药的效果和效率会有差别。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种纳米级、尺寸均一、分布窄的高分子囊泡制备的复合方法。本发明先利用静电喷射法制备一定重量、尺寸的嵌段共聚物微粒再以这些嵌段共聚物微粒为原料，通过水合法制备出窄分布的纳米高分子囊泡。
[0004]—种高分子囊泡的复合方法，具体步骤为:
[0005]1)将嵌段共聚物或嵌段共聚物与荧光染料加入有机溶剂中，搅拌溶解，得到高分子溶液；
[0006]2)将高分子溶液装入高压静电发生装置的带有喷射头的储存容器中，然后通过高压静电喷射法进行电喷，得到固体微粒；步骤2)所述高压静电喷射的具体条件为:高压静电电压为5?30kV，喷射头与接收板之间的距离为5?50cm，溶液从喷射头的流出速度为0.1?15mL/h，周围环境温度为15?50°C，空气相对湿度为30?90%;所述通过静电喷射制备固体微粒的不意图如图1所不；
[0007]3)将固体微粒加入水或PBS缓冲溶液中进行水合反应，得到高分子囊泡；或将固体微粒与需包埋或负载的物质加入水或PBS缓冲溶液中进行水合反应，得到载有负载物的高分子囊泡。
[0008]步骤3)中所述固体微粒与水（或PBS缓冲液）的质量体积比为50mg ： (5?10)mL ;所述固体微粒与需包埋或负载的物质质量比为1000 ： (5?100)。
[0009]步骤3)所述水合反应是指搅拌反应或先超声反应再搅拌反应或先搅拌反应再超声反应或搅拌超声再搅拌；所述超声时间为5?15min，所述超声功率为40?100W，超声频率为20?500kHz ;所述搅拌时间为4?48h，所述搅拌转速为100?800r/min。
[0010]所述需包埋或负载的物质为药物、抗体、蛋白、基因片段或生长因子。所述药物优选为阿霉素（D0X);所述抗体优选为帕尼单抗（Vectibix)、T-DM1 (Kadcyla)、抗体immunoglobulin G ;所述蛋白优选为小牛血清蛋白（BSA)。
[0011]步骤1)中所述的嵌段共聚物为二嵌段共聚物或多嵌段共聚物。
[0012]所述的嵌段共聚物为聚乙二醇-聚乳酸（PEG-PLA)、聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)、聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸（PLA-mPEG-PLA)或聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯（PCL-mPEG-PCL)。所述嵌段共聚物是由聚乙二醇与己内酯或丙交酯在催化剂的作用下反应制备得到。
[0013]所述PEG-PCL的制备方法为：将PEG溶解于有机溶剂（如：甲苯）中，同时加入微量辛酸亚锡，氩气保护下，缓慢加入己内酯单体，于110°c恒温搅拌48h (转速为300r/min)，减压旋蒸除去有机溶剂，过量冷乙醚中沉析，抽滤，得PEG-PCL嵌段共聚物；所述PEG与己内酯的摩尔比为1 :0. 2?5。
[0014]所述PEG-PLA的制备方法：称取PEG和丙交酯，PEG与丙交酯的摩尔比为1 :0. 2?5) j_PEG、丙交酯和辛酸亚锡（微量）一起加入有机溶剂（如：甲苯）中，氮气氛下于150°C恒温搅拌18h (转速为350r/min)，然后过量冷乙醚中沉析，抽滤，得PEG-PLA嵌段共聚物。
[0015]所述PLA-PEG-PLA的制备方法：称取PEG和丙交酯，PEG与丙交酯的摩尔比为10 ：1?2;将PEG、丙交酯和辛酸亚锡（微量）一起加入有机溶剂（如：甲苯）中，氮气氛下于140°C恒温反应24h，然后冷乙醚中沉析，真空干燥后即得PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物。
[0016]所述PCL-PEG-PCL的制备方法：将PEG和己内酯单体，PEG与己内酯的摩尔比为10 :1?2 ;将PEG、己内酯以及辛酸亚锡（微量）一起加入有机溶剂（如：甲苯）中，氮气保护下于140°C恒温反应8h，过量冰乙醚沉淀抽滤，即得PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物。
[0017]步骤1)中所述的焚光染料为罗丹明（Rhodamine)、尼罗红（Nile red)、藻红蛋白(PE)或异硫氰酸荧光素（FITC)。所述罗丹明包括罗丹明B。
[0018]步骤1)中所述的有机溶剂为四氢呋喃（THF)、N, N- 二甲基甲酰胺（DMF)、N，N- 二甲基乙酰胺（DMAC)、二氯甲烧(DCM)、氯仿（CHC13)、醋酸甲酯（methyl acetate)、甲基氰（Acetonitrile)、乙醇（Ethanol)、甲基异丁酮（MIBK)、六氟异丙醇(HFIP)或丙酮(Acetone)中的一种以上。
[0019]步骤1)中所述搅拌的转速为100?800r/min ；
[0020]步骤1)中所述搅拌时间为15?60min ;所述嵌段共聚物的用量为有机溶剂重量的5?50wt%，所述嵌段共聚物与荧光染料的重量比为1000 ： (1?50)。
[0021]所述高分子囊泡由上述复合方法制备得到。本发明制备的高分子囊泡平均粒径为50 ?300nmo
[0022]所述高压静电发生装置主要由高压发生装置、溶液储存装置、喷射装置（即喷射头）和收集装置（即接收板）组成。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果:
[0024](1)本发明通过改变高分子共聚物浓度、溶剂体系和静电喷射条件，就可控制微粒的重量及尺寸；再通过水合法处理，就可得到具有纳米级、尺寸均一的高分子囊泡；本发明制备高分子囊泡尺寸较为均一，基本维持在200nm左右；
[0025](2)高分子囊泡中双亲性高分子所构成的封闭的空腔可用于包裹药物或基因等，因此高分子囊泡可作为一种新型药物载体；并且由于药物等物质和微粒在水相溶液中可以得到良好的分散，所以高分子囊泡的载药效果均匀，即便是不同批次的质量也可基本相同，载药的效果和效率不会有明显的差别；
[0026](3)本发明的制备过程工艺简单可行，生产效率高、重复性好，适合于不同需求的高分子囊泡大规模量产；
[0027](4)本发明的高分子囊泡可用于生物医药递送、纳米反应器及荧光探针相关领域。
【附图说明】
[0028]图1为本发明通过静电喷射制备固体微粒的示意图；1为带电溶液即高分子溶液，2为电喷液体流，3为接地收集装置即接收板；
[0029]图2为实施例1制备的固体微粒的扫描电镜照片；
[0030]图3为实施例3制备的高分子囊泡的透射电镜照片；其中⑴为1500倍的TEM图，
(2)为10000倍的TEM图；
[0031]图4为实施例4制备的接枝荧光基团高分子囊泡负载D0X被细胞吞噬后的共聚焦显微镜照片(630倍)；其中(1)为被FITC标记的囊泡的激光共聚焦显微镜照片，(2)为D0X的激光共聚焦显微镜照片，⑶为D0X的白光条件下激光共聚焦显微镜照片，(4)为⑴?
(3)这三者的合并图。
[0032]具体实施方法
[0033]以下结合实施例来进一步解释本说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
[0034]实施例1
[0035]称取0.5g 二嵌段共聚物PLA2QQQ-PEG2。。。，加入到lg的THF中，机械搅拌15min (搅拌的转速为lOOr/min)，得到嵌段高分子溶液(嵌段共聚物的用量为有机溶剂的50wt% );将嵌段高分子溶液装入带有喷射头的注射器中通过高压静电喷射法进行电喷，所述电喷的具体条件为:高压