專利名稱：基于高分子的pH響應金屬有機配位聚合物的制備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種納米藥物技術領域的制備方法，具體是一種基于高分子的PH 響應金屬有機配位聚合物的制備方法。
背景技術：
pH響應的藥物釋放系統是一類智能藥物釋放系統，它能根據所處環境的酸堿度對 藥物進行可控性的釋放。人體的腫瘤胞外環境(PH 5. 7-7. 8)比正常血液或組織(pH約7. 4) 顯酸性，而且細胞內涵體和溶酶體的PH更分別低至5. 0和4. 5。因此，pH響應的藥物釋放 系統在生物醫藥等領域尤其是抗腫瘤領域具有廣泛的應用前景。經對現有技術的文獻檢索發現，Yatvin, M. B.等人在《Science》(科學)1980 年第 210 其月 1253-1255 頁上發表了 《pH-Sensitive liposomes possible clinical implications)) (pH-敏感性脂質體可能的臨床含義)一文，文中提出了 一種通過在脂 質體中摻雜PH敏感性的磷脂分子實現藥物的pH響應性釋放的方法，通過pH敏感性的磷 脂分子的水解作用破壞脂質體的穩定性從而達到藥物釋放的目的。Hudson，S. Μ.等人在 ((Progress in Polymer Science》(聚合物科學進展)2004年第29期1173-1222頁上發表 了《Stimuli—responsive polymers and their bioconjugates》(朿Ij激口向應性聚合物及其 生物軛合物)一文，文中綜述了基于聚合物的PH響應體系的實現方法，通過不同pH下靜 電作用引起的“溶脹-收縮”效應和聚合物的降解等實現藥物對PH的響應性釋放。F6rey， G.等人在《Angewandte Chemie International Edition》(德國應用化學(英文版))2006 年第 45 M 5974-5978《Metal-Organic Frameworks as Efficient Materials for Drug Delivery》(金屬有機骨架配合物用于藥物投遞的有效材料)一文，文中報道了 首次將金屬骨架配合物用于藥物投遞系統。Mirkin，C. Α.等人在《Nature》(自然)2005 年第 7068 其月 651-654 頁上發表了〈〈Chemically tailorable colloidal particles from infinite coordination polymers))(將無限配位聚合物用化學方法裁制成膠態顆粒)一 文，文中報道了首次將金屬有機配合物制備成膠態球狀顆粒。Lin，W. B.等人在《Journal of the American Chemical Society》(美國化學會雜志)2008 年第 35 期 11584-11585 頁上發表了《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，外層再用硅殼保護來實現鉬類抗腫瘤藥物的可控 釋放。Rosi，N.L.等人在《Journal of the American Chemical Society》(美國化學會 雜志)2OO9 年第 35 期 8376_8377 頁上發表了《Cation-Triggered Drug Release from a Porous Zinc-Adeninate Metal-Organic Framework》(陽離子觸發藥物釋放的多孑L鋒一腺 嘌呤金屬有機骨架配合物)一文，文中報道了一種生物型金屬有機骨架配合物具有陽離子 觸發釋放藥物的性質。但是，將藥物借助生物相容性高分子制備成金屬有機聚合物仍是科學課堂中的空 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仍是科學界的一個難題。PH響應的藥物釋放系統仍需繼續探索合適的策略和方法。

發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于高分子的PH響應金屬有機 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金屬有機配位 聚合物，能根據PH的細微變化對藥物進行可控的釋放。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明通過將生物相容性高分子溶解于去離 子水中，在攪拌環境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調節PH至中性，再依次 加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經離心洗滌干燥后得到PH響應金屬有機配位聚合物。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 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數為0 100% ；所述的藥物溶液中的搭載藥物的質量濃度為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、酮的有機溶劑，優選石油醚、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 磷酸基的有機化合物，優選鹽酸柔紅霉素(daunorubicin hydrochloride, CAS號 23541-50-6)、鹽酸阿霉素(Doxorubicin hydrochloride、CAS 號:25316-40_9)、鹽酸伊 達比星(Idarubicin hydrochloride、CAS 號57852-57_0)、鹽酸表阿霉素(Epirubicin hydrochloride, CAS 號56390-09_1)、鹽酸阿柔比星(Aclarubicin hydrochloride, CAS 號75443-99-1)、鹽酸佐柔比星(Daunorubicin hydrochloride、CAS 號23541-50_6)、吡 柔比星(Pirarubicin、CAS 號:72496_41_4)、依索比星(Esorubicin、CAS 號63521-85_7)、 卡柔比星(Carubicin、CAS 號64241-34_5)、奈莫柔比星(Nemorubicin、CAS 號 108852-90-0)、戊柔比星(Valrubicin、CAS 號56124-62_0)、地托比星(Detorubicin、CAS 號66211-92-5)、羅多比星(Rodorubicin, CAS 號96497_67_5)、美多比星(Medorubicin, CAS 號64314-52-9)、達佐霉素(Duazomycin、CAS 號1403-47-0)、絲裂霉素(Mitomycin C、 CAS 號50-07-7)、博萊霉素(Bleomycin、CAS 號11056-06_7)、平陽霉素(Bleomycin A5、 CAS 號55658-47-4)、米托蒽醌(Mitoxantrone、CAS 號65271-80_9)、茜素紅(Alizarin Red S、CAS 號130-22-3)、鄰菲啰啉(1，10-Phenanthroline、CAS 號:66-71_7)等。本發明具有如下的有益效果本發明制備的基于金屬有機配位鍵的新穎PH響應 的藥物釋放系統能根據PH的細微變化對藥物進行可控的釋放，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，在藥物投遞領域具有廣闊的應用前景。


圖1是實施例1制備的基于金屬有機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是實施例1制備的基于金屬有機配位鍵制備PH響應的藥物釋放系統對米托 蒽醌在不同PH下的臺階式釋放曲線。圖3是實施例1制備的基于金屬有機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是實施例1制備的基于金屬有機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。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。實施例1將0. 20mg米托蒽醌溶解于Iml乙醇中形成藥物的溶液液，然后在室溫攪拌下，向 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，得到藍黑色固體粉末材料。如下評估金屬有機配位聚合物的pH響應性，將得到的藍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值用稀鹽酸調節至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測定。結果如下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%。金屬有機配位聚合物的pH響應性不同以往的pH響應性釋放系統，它是一種基于 配位鍵的PH響應性。并且其響應性非常敏感，生理環境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下幾乎完全釋放。如圖1所示，為本實施例制備的pH響應金屬有機配位聚合物的SEM圖，圖中可見 所得到的球形顆粒，粒徑在30 50nm。如圖2所示，為本實施例制備的pH響應金屬有機配位聚合物對米托蒽醌在不同 PH下的臺階式釋放曲線，圖中可見所得聚乙二醇-銅-米托蒽醌配位聚合物在生理環境 PH7. 4中24小時內僅釋放4. 0% ；當溶液pH調節至4. 0時，幾乎完全釋放。這說明此配位 聚合物具有良好的PH敏感性。如圖3所示，為本實施例制備的pH響應金屬有機配位聚合物和米托蒽醌的紫外吸 收光譜，圖中可見紫外圖譜顯示，當銅離子與米托蒽醌作用后，米托蒽醌最大吸收發生紅 移，由620nm移至670nm，并且兩個吸收峰融合成一個寬峰，這說明銅離子與米托蒽醌之間 形成了配位鍵。如圖4所示，為本實施例制備的pH響應金屬有機配位聚合物和米托蒽醌的紅外光 譜，圖中可見紅外圖譜顯示，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)峰強變弱，
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伸縮振動消失， 這說明米托蒽醌上的NH也參與配位。聚乙二醇的C-O-C伸縮振動至少有三個吸收峰1148， 1113，和1061CHT1，配位后峰強變弱，并且位移至1100和1039cm"1 實施例2將0. 20mg米托蒽醌溶解于Iml乙醇中形成藥物的溶液液，然后在室溫攪拌下，向 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，得到藍黑 色固體粉末材料。如下評估金屬有機配位聚合物的pH響應性，將得到的藍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值用稀鹽酸調節至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測定。結果如下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 %。金屬有機配位聚合物的pH響應性不同以往的pH響應性釋放系統，它是一種基于 配位鍵的PH響應性。并且其響應性非常敏感，生理環境pH7. 4下釋放很少，pH4. 0條件下 釋放31%。實施例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，然后在室溫攪拌下，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硝酸鈷的乙醇溶液，加入300 μ 1 0. lmol/L氫氧化鈉溶液調節溶液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。如下評估金屬有機配位聚合物的pH響應性，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值用稀鹽酸調節至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測定。結果如下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%。金屬有機配位聚合物的pH響應性不同以往的pH響應性釋放系統，它是一種基于 配位鍵的PH響應性。并且其響應性非常敏感，生理環境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下釋放65%。實施例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，然后在室溫攪拌下，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氫氧化鈉溶液調節溶液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。如下評估金屬有機配位聚合物的pH響應性，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值用稀鹽酸調節至pH6. 0，pH5. 0， PH4.0，定時取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測定。結果如下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%。金屬有機配位聚合物的pH響應性不同以往的pH響應性釋放系統，它是一種基于 配位鍵的PH響應性。并且其響應性非常敏感，生理環境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件下幾乎完全釋放。實施例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，然后在室溫攪拌下，向上述溶液中加入Iml 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氫氧化鈉溶液調節溶液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，得到藍色固體粉末材料。如下評估金屬有機配位聚合物的pH響應性，將得到的藍色固體粉末分散于50mM pH7. 4的磷酸緩沖液中，在室溫下攪拌，溶液的pH值用稀鹽酸調節至pH6. 0，pH5. 0，pH4. 0， 定時取樣，離心，上清液用IN HCl稀釋后紫外定量測定。結果如下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%。金屬有機配位聚合物的pH響應性不同以往的pH響應性釋放系統，它是一種基于 配位鍵的PH響應性。并且其響應性非常敏感，生理環境pH7. 4下幾乎不釋放，pH4. 0條件 下釋放76%。
權利要求
一種基于高分子的pH響應金屬有機配位聚合物的制備方法，其特征在于，通過將生物相容性高分子溶解于去離子水中，在攪拌環境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調節pH至中性，再依次加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經離心洗滌干燥后得到pH響應金屬有機配位聚合物。
2.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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量比 為 1 0. 5 10 0. 01 100。
3.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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數為0 100%。
4.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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量濃度為2. OX 10_5 2. OX 10_2mol/L。
5.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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、酮的有機溶劑，優選石油醚、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.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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.根據權利要求1所述的基于高分子的pH響應金屬有機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 有機化合物。
全文摘要
一種納米藥物技術領域的基于高分子的pH響應金屬有機配位聚合物的制備方法，通過將生物相容性高分子溶解于去離子水中，在攪拌環境下依次加入藥物溶液和金屬硝酸鹽溶液并用堿調節pH至中性，再依次加入不良溶劑和金屬硫酸鹽溶液，經離心洗滌干燥后得到pH響應金屬有機配位聚合物。本發明將藥物借助生物相容性高分子與金屬離子形成納米級金屬有機配位聚合物，能根據pH的細微變化對藥物進行可控的釋放。
文檔編號A61K47/04GK101947324SQ20101028393
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者車順愛, 邢磊 申請人:上海交通大學