[发明专利]一种疏水改性聚谷氨酸的制备方法及其促进海藻糖载入细胞的应用

说明书

本发明涉及一种疏水改性γ‑聚谷氨酸的制备方法及其促进海藻糖载入细胞的应用；将γ‑聚谷氨酸在1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺的作用下，与R‑NH₂反应；将反应液透析后，旋蒸浓缩后冻干得到产物γ‑PGA‑R。本发明的疏水改性γ‑聚谷氨酸促进海藻糖载入细胞；可以促进海藻糖载入细胞的γ‑聚谷氨酸改性物，在细胞冻存时，配合海藻糖使用，从而提高细胞的冷冻存活率。改性γ‑PGA‑R产物可以有效地促进海藻糖载入细胞内，使细胞的冷冻存活率达到80％以上。应用于生物医用材料领域。

技术领域

本发明涉及一种疏水改性γ-聚谷氨酸的制备方法及其促进海藻糖载入细胞的应用，属于生物医用材料领域。

背景技术

天然产物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)由于其生物降解性、无毒、无免疫原性等特性，可应用于生物医药领域。通过改性，γ-PGA可应用在疫苗佐剂以及药物载体领域。Akagi课题组通过在侧基上接枝聚乳酸、苯丙氨酸乙酯等对γ-PGA进行改性，改性产物在水溶液中能够形成纳米粒子，作为药物和蛋白质载体使用(Y.Zhu,T.Akagi,M.Akashi.Self-assembling stereocomplex nanoparticles by enantiomeric poly(γ-glutamicacid)-poly(lactide)graft copolymers as a protein deliverycarrier.Macromolecular Bioscience,2014,14(4):576-587；H.Shen,T.Akagi,M.Akashi.Polyampholyte nanoparticles prepared by self-complexation ofcationized poly(γ-glutamic acid)for protein carriers.MacromolecularBioscience,2012,12(8):1100-1105)。Gonzalo等用聚乙二醇改性聚谷氨酸，改性后的产物用于药物载体(T.Gonzalo,G.Lollo,M.Garciafuentes,et al.A new potential nano-oncological therapy based on polyamino acid nanocapsules.Journal ofControlled Release,2013,169(1-2):10-16)。

海藻糖是葡萄糖的二聚体，是一种非还原性二糖，化学性质稳定，无毒副作用，在低温、干燥状态下对生物材料有保护作用，能稳定生物膜，被用作低温生物领域的保护剂。研究证明，细胞内外同时含有海藻糖的情况下，海藻糖才能最大限度的发挥保护作用。由于海藻糖的非膜渗透性，需采用特殊办法将之载入红细胞内。通过调控渗透压、电穿孔等方法将海藻糖载入红细胞，但是，细胞内的海藻糖载入量不理想，难以形成有效地保护。Slater课题组合成了一种pH响应性聚合物，可以与红细胞膜作用促进海藻糖载入细胞内，使红细胞的冻存存活率得到有效提高(A.L.Lynch,R.Chen,N.K.H.Slater.pH-responsivepolymers for trehalose loading and desiccation protection of human red bloodcells.Biomaterials,2011,32:4443-4449)。

发明内容

本发明制备了一种疏水改性的γ-聚谷氨酸，具有生物相容性和生物降解性。使用苯乙胺、二甲氧基苯乙胺对γ-聚谷氨酸进行疏水改性，改性后的产物γ-PGA-R与细胞膜的作用是可逆的，从而不会对细胞膜造成损伤，可用于红细胞以及干细胞等有核细胞的冻干保护使用。这种通过疏水改性的γ-聚谷氨酸促进海藻糖载入细胞内的方法尚未见报道。

本发明的技术方案如下：

一种疏水改性γ-聚谷氨酸，结构式为：

改性γ-聚谷氨酸合成反应方程式为：