[发明专利]一种以卟啉为核的具有荧光效应、pH响应性和温度响应性的星型共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种以卟啉为核的具有荧光效应、pH响应性和温度响应性的星型共聚物的制备方法。

背景技术

卟啉是除蛋白质、核酸碱基之外的另一类最重要的生物配体。除了在生命体中广泛存在的原卟啉之外，人们探索合成了许多人工合成卟啉。合成卟啉不仅结构简单，而且可以根据需要设计、合成具有特定结构和性能的巧夺天工的化合物，并且还具有电子缓冲性和光电磁性、及立体构型的多样性以及自组装等特性，因此除用作研究天然卟啉的模型化合物外，对卟啉类化合物进行功能分子的设计，赋予它许多特殊的性质，还广泛应用于分子识别、DNA探针、催化等领域。由于卟啉具有四个官能团和稳定的分子结构，因此可以作为星形聚合物的内核，此外卟啉所具有的特殊性质又可以赋予聚合物丰富的功能性，固然以卟啉为核的星形聚合物具有很大的吸引力。此外，卟啉类化合物对肿瘤组织具有特异性识别和富集作用，使其具有潜在的药物应用价值，特别是作为肿瘤诊断和治疗的有效光敏药剂受到普遍关注。目前，在肿瘤的治疗领域，卟啉主要作为光敏剂应用于光动疗法。

环境响应型共聚物因其独特的性质而备受人们关注。当外界环境发生微小变化时，环境响应型共聚物会相应地迅速发生比较明显的物理或化学变化。在这一系列物理或化学变化中，研究最多的是其水溶液性质的变化，即在水溶液中，当温度、pH、光照等外部环境发生变化时，聚合物链与链之间或聚合物链与溶剂之间在分子水平上的相互作用会发生变化，进而经历从溶解到不溶的变化过程。

聚乙二醇（PEG）是具有生物相容性、得到了FDA认证的非离子水溶性聚合物，对人体具有较低的毒性，是目前最广泛用来作为聚合物胶束亲水链段的聚合物。Mineo 和 Migliardo制备了以PEO为外臂的水溶性卟啉星形聚合物。(Mineo P., Scamporrino E., Vitalini D. Macromolecular Rapid Communications, 2002, 23:681-687；Micali N., Villari V., Mineo P., et al. Journal of Physical Chemistry B, 2003,107:5095-5100.)

聚N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯，是一种阳离子聚电解质聚合物，其单体分子结构中的烯类双键使其能够通过可逆加成-断裂链转移聚合、原子转移自由基聚合（ATRP）等活性聚合手段来构建分子结构更为精细，结构更为复杂的多臂、树状、梳状聚合物，由于分子结构中同时具有亲水性的叔胺基、羰基和疏水性的烷基集团，位于侧端的阳离子型电解质特性的胺基又能够对温度、pH值作出相应，从而赋予共聚物响应功能。

利用卟啉稳定的分子结构作为星形聚合物的内核及其特殊性质赋予聚合物的丰富功能性，结合原子转移自由基聚合这种先进的活性聚合方法及“点击化学”，以具有荧光效应的卟啉为核心，在卟啉四臂上引入同时具有pH响应性和温度响应性的聚N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯-b-聚乙二醇嵌段，可以制备卟啉为核心的具有荧光效应及双响应性星型嵌段共聚物，这在生物医学、纳米药物载体等领域将具有广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以卟啉为核的具有荧光效应、pH响应性和温度响应性的星型共聚物的制备方法。

本发明的目的是将具有pH和温度双重响应的聚合物作为嵌段枝接到具有荧光效应的卟啉核心上，使所获得的接枝共聚物同时具有良好的生物相容性、生物降解性、生物活性、荧光效应、pH响应性和温度响应性，并将此接枝共聚物溶于水中得到具有荧光效应、pH和温度双重响应性的稳定纳米胶束。本发明用商品化的5,10,15,20-四对羟基苯基卟啉、N,N-二甲胺基甲基丙烯酸乙酯和聚乙二醇，采用原子转移自由基聚合和“点击化学”，制备一系列单体比例不同的卟啉为核的聚N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯-b-聚乙二醇链段pH响应性、温度响应性嵌段共聚物。

本发明提出的卟啉荧光效应、pH响应性、温度响应性稳定纳米胶束的制备方法，其特征在于具体步骤如下：