阅读说明：本技术 一种改性聚丙烯酸共聚物及其制备方法和应用 (Modified polyacrylic acid copolymer and preparation method and application thereof ) 是由 周菊英 廖华珍 赵彦芝 李庆 黄钦 雷福厚 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种改性聚丙烯酸共聚物及其制备方法和应用,通过将左旋海松醇、聚丙烯酸和催化剂溶解于有机溶剂中,在氮气环境下,温度控制在10℃下,加入偶联剂密封反应,反应完成后去除溶剂,用无水乙醇透析,得到左旋海松醇接枝改性聚丙烯酸共聚物。该共聚物生物相容性好,具有两亲性,且pH响应性可调,可用于负载杨梅素等中草药并实现在不同pH下的释药。(The invention provides a modified polyacrylic acid copolymer and a preparation method and application thereof, which are characterized in that levo-pinitol, polyacrylic acid and a catalyst are dissolved in an organic solvent, a coupling agent is added for sealing reaction under the nitrogen environment and at the temperature of 10 ℃, the solvent is removed after the reaction is finished, and absolute ethyl alcohol is used for dialysis, so that the levo-pinitol graft modified polyacrylic acid copolymer is obtained. The copolymer has good biocompatibility, amphipathy and adjustable pH responsiveness, and can be used for loading Chinese herbal medicines such as myricetin and the like and realizing drug release under different pH values.)

一种改性聚丙烯酸共聚物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于改性共聚物技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯酸共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

高分子药物输送系统是指将高分子载体用于包载、吸附或者化学连接药物，运用药物载体本身的选择性分布以及理化性质等特点，将药物输送到病灶部位，通过扩散等方式使药物能缓慢地释放出来，从而达到安全有效地治疗疾病的目的。但生物相容性、生物降解性和安全性制约了部分药用高分子材料的使用，开发安全的且具有新型功能的高分子材料一直是药剂学研究的热点领域。

用两亲性聚合物在水溶液中的自组装，可以形成具有核壳结构的纳米颗粒。其中，亲水外壳用作物理屏蔽，防止纳米粒子与纳米粒子之间的相互作用，从而确保纳米粒子的稳定性；疏水内核利用亲酯性片段提供了难溶性药物的贮库，从而增加载药量并实现保护药物的功能。聚丙烯酸含有大量的羧基，不仅具有优异的亲水性和生物相容性，还具有易于修饰的特点，被广泛应用于药物缓释领域。

现有技术将具有pH响应性的聚丙烯酸通过自由基聚合方法接枝到疏水性聚合物主键上，得到具有长接枝链的pH敏聚合物并用于载药，从而实现对药物的智能化控制释放。但该方法得到的是以疏水性聚合物为主链，pH响应性的聚丙烯酸为长支链的两亲性聚合物，通常利用自由基聚合方法制备，制备方法繁琐，反应过程难以控制。

发明内容

针对现有存在的问题，本发明提供了一种改性聚丙烯酸共聚物及其制备方法和应用，通过一步酯化法得到以左旋海松醇作为短接枝链，聚丙烯酸为主链的两亲pH响应性高分子，得到新型两亲pH响应性高分子，制备方法简单，结构可控。

为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种改性聚丙烯酸共聚物，所述的改性聚丙烯酸共聚物如式(I) 所示：

其中，m为1～100，n为1～100。

在本发明的另一方面，提供上述改性聚丙烯酸共聚物的制备方法，包括以下步骤：将左旋海松醇、聚丙烯酸和催化剂溶解于有机溶剂中，在氮气环境下，温度控制在10℃下，加入偶联剂密封反应，反应完成后去除溶剂，用无水乙醇透析，得到左旋海松醇接枝改性聚丙烯酸共聚物；

其中左旋海松醇结构式如式(II)：

进一步的，所述的催化剂选自4-二甲氨基吡啶，所述的有机溶剂为三氯甲烷和四氢呋喃的混合溶液，所述的偶联剂选自乙基-3-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。

进一步的，加入偶联剂密封反应具体为：反应进行1小时后，升温至40℃，反应72h。

进一步的，所述的左旋海松醇通过以下方法制备得到：将左旋海松酸和碘的四氢呋喃溶液室温依次滴加至硼氢化钠的四氢呋喃溶液中，取下层溶液旋转蒸馏，所得粘稠物使用石油醚溶解，取上层溶液分液，取上层溶液除水后过滤得滤液，旋蒸后即得式(II)左旋海松醇。

在本发明的另一方面，还提供了所述的改性聚丙烯酸共聚物作为药物载体中的应用。

本发明的有益效果为：

本发明利用一步酯化法得到的左旋海松醇接枝改性聚丙烯酸共聚物生物相容性好，具有两亲性，且pH响应性可调，可用于负载杨梅素等中草药并实现在不同pH下的释药。

附图说明

图1是本发明左旋海松醇接枝聚丙烯酸胶束透射电镜图片；

图2是本发明左旋海松醇接枝聚丙烯酸共振光散射强度-pH曲线；

图3是本发明左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物负载杨梅素在不同pH下的释放率。

具体实施方式

下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1左旋海松醇的制备

向500ml三口烧瓶中加入100ml四氢呋喃、5.7g硼氢化钠，接上恒压滴液漏斗和球形冷凝管，将30.0g左旋海松酸和25.3g的碘分别用四氢呋喃溶解分别倒入恒压滴液漏斗中，密封装置，通氮气，室温滴加左旋海松酸溶液，滴完后，滴加碘溶液，滴完后室温反应1h，接着升温至55℃，反应12h，接着依次滴加无水乙醇50ml、6.0g NaOH 配成的溶液，反应停止后，保留下层溶液，旋转蒸馏，所得粘稠物使用石油醚溶解，保留溶液层，移至分液漏斗中，依次用Na₂CO₃、NaCl、盐酸、蒸馏水除杂，均保留上层，用无水Na₂SO₄除水，过滤得滤液，旋蒸后可得左旋海松醇。

实施例2左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物的制备

向三口烧瓶中加入5.8g左旋海松醇、1.4g聚丙烯酸、4.9g 4-二甲氨基吡啶、10mL的三氯甲烷、10ml的四氢呋喃，搅拌溶解，通氮气，将温度控制在10℃下，加入乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐4.0g，密封装置，反应进行1小时后，升温到40℃，反应72h后，将反应液旋蒸除去溶剂，然后用无水乙醇溶解，无水乙醇透析，得到左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物。

实施例3

样品用DMEM培养基溶解，调整浓度至2mM，再用0.22um滤器过滤；收集对数期的L929细胞，进行细胞计数，调整细胞悬液浓度，铺板在96-well板使待测细胞至50000个/孔。分别向细胞中加入左旋海松醇接枝聚丙烯酸终浓度为1、5、10、15uM的样品溶液， 5％CO₂，37℃，共培养24h，终止培养，小心吸去孔内培养液。PBS 洗2次，然后加入10μL含5mg/ml的MTT的培养基，培养箱中继续培养4h。每孔加入150μL二甲基亚砜(DMSO)，置摇床上低速振荡10min，使左旋海松醇接枝聚丙烯酸充分溶解。以空白样为阳性对照利用全波长酶标仪进行检测(OD＝570)，得到细胞的存活率。具体数据见表1。由表1可见，相对细胞存活率较高，具有较好的生物相容性。

表1左旋海松醇接枝聚丙烯酸对L929细胞的毒性影响

实施例4

将镀有碳膜的铜网放在覆有滤纸的表面皿中，然后将浓度为1 mg/mL的左旋海松醇接枝聚丙烯酸水溶液直接滴在铜网上，将铜网干燥24h以上后用于透射电镜观察。透射电镜结果如图1所示，结果可以看出左旋海松醇接枝聚丙烯酸水溶液可以形成类似球形的胶束，表明左旋海松醇接枝聚丙烯具有两亲性。

实施例5

将左旋海松醇接枝聚丙烯酸配制成浓度为0.124mg/mL的水溶液，以NaOH和盐酸调节pH值，使pH分别为5.51，5.96，6.32， 6.71，7.14，7.46，7.96，8.4，9.57，9.93，10.28。测定左旋海松醇接枝聚丙烯酸散射强度随pH变化情况。共振光散射利用荧光分光光度计测定，条件设置：扫描速率为200nm/min，扫描波长设置为 350-450nm，温度设置为室温，夹缝设置为2.5nm/2.5nm，Δλ设置为0，取390nm处散射峰强度作图。由图2可知，随着pH变化散射强度发生变化，说明左旋海松醇接枝聚丙烯酸分子链的伸展与卷曲状态发生了变化，即左旋海松醇接枝聚丙烯酸具有pH响应性。

实施例6载杨梅素左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物胶束的在不同pH下释药情况

取载杨梅素左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物胶束适量，其中杨梅素含量为20mg，调节其pH值分别为5.96，7.14，7.96，9.17，9.93，直接投入溶出杯中，转速为100r/min，溶出液温度为37±0.5℃，在预设的时间点取样5mL，并补加同体积同温度的释放介质，测试 24小时。将取出的样品过0.22μm滤膜过滤，取滤液作为测试溶液。用高效液相色谱仪测定样品中的杨梅素计算最终累积释放百分率。以最终累积释放百分率为纵坐标，pH为横坐标，绘制释放曲线，结果如图3。从图3可以看出，杨梅素在不同pH下的释放率有所不同，在pH＝8时释放量达最大，可达91％。说明左旋海松醇接枝聚丙烯酸共聚物负载杨梅素可实现在不同pH下不同的释药百分率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。