[发明专利]基于动态化学键交联的纳米凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于动态化学键交联的纳米凝胶及其制备方法与应用。该方法利用超支化聚乙烯亚胺的伯胺基团、海藻酸钠糖单元上的顺式二醇基团分别与交联剂4‑甲酰基苯硼酸的醛基、硼酸基反应形成可逆亚胺动态键与硼酸酯动态键，从而交联形成三维网络结构。本发明采用反相乳液法在室温20～25℃下制备基于动态化学键交联的多重响应性纳米凝胶。制备的纳米凝胶具有良好的生物相容性和稳定性，并在谷胱甘肽（GSH）、低pH值和Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;信号刺激下快速响应降解，可用作生物活性分子如蛋白质、核酸等输送载体，在医药、食品和化妆品等领域具有广泛用途。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种基于动态化学键交联的纳米凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

纳米凝胶被定义为纳米尺度的水凝胶，由于其尺寸小、能负载水溶性生物分子、载药量大和易于制备等优势，作为载体已被广泛应用于生物医药、食品和化妆品等领域。

不同于正常组织，肿瘤组织具有特异性的生化信号如低pH值、高H₂O₂浓度以及高GSH含量等。针对以上生化信号制备刺激响应性纳米凝胶，在特定肿瘤部位快速给药不仅可以增强药物疗效，而且降低副作用。然而由于肿瘤的复杂微环境，单一信号的刺激响应难以实现纳米凝胶在肿瘤部位的精准药物释放，因此制备针对肿瘤组织信号的多重刺激响应纳米凝胶具有重要的应用意义。动态共价键是基于可逆共价化学反应上的弱化学键，既具有传统共价键的稳定性，又具氢键等非共价键作用力的可逆断裂性。比如亚胺键在低pH值下和硼酸酯键在H₂O₂刺激下发生快速断裂。将动态共价键引入到纳米凝胶的交联反应中将赋予纳米凝胶的快速多重响应行为，并且目前基于动态共价键构筑纳米凝胶的报道尚少。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过了一种简便的方法，制备得到一种基于动态化学键交联的纳米凝胶。

本发明通过反相乳液法结合亚胺键和硼酸酯键动态化学键交联，从而使得到的纳米凝胶具备低pH值、GSH和H₂O₂等信号的多重快速响应性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于动态化学键交联的纳米凝胶的分子式为：

本发明提供一种基于动态化学键交联的纳米凝胶的制备方法，其包括下述步骤：

1)、在使用单一的正己烷、正庚烷或环己烷中加入表面活性剂聚氧乙烯月桂醚或司班80，室温20～25℃振荡30～60s，反应结束后，分别加入海藻酸钠、4-甲酰基苯硼酸和超支化聚乙烯亚胺溶液，其中每加入一个样品就将混合液在室温20～25℃下振荡，反应结束后，室温20～25℃静置。

2)、向上步骤所得的油包水乳液中加入2～3ml丙酮或无水乙醇或1-丁醇沉淀纳米凝胶，然后吸去上清。

3)、重复步骤2) 3～5次，以除去多余的表面活性剂与油相，真空干燥1～2h，挥发丙酮。

4)、向步骤3）所得的反应物中加入3～5ml的去离子水，室温20～25℃振荡，水浴超声破碎30～60s，最后通过无菌的0.22 µm PVDF注射过滤器（Millipore）过滤，收集滤液，并放置在4 ℃冰箱中储存。

根据如上所述的制备方法，体系中油相正己烷、正庚烷或环己烷与表面活性剂聚氧乙烯月桂醚或司班80的体积比为15:1～20:1；

根据如上所述的制备方法，海藻酸钠的粘度为200±20 mpa.s；

根据如上所述的制备方法，反应成分中海藻酸钠与4-甲酰基苯硼酸的摩尔比为2:1～5:1；4-甲酰基苯硼酸与超支化聚乙烯亚胺的摩尔比为1:2～1:5；