專利名稱：一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法及應(yīng)用的制作方法
一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米超分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
刺激響應(yīng)囊泡因其在化學(xué)、生物和材料科學(xué)領(lǐng)域有著諸多重要的應(yīng)用在近些年受到了廣泛的關(guān)注(A. Mueller, D. F. O ' Brien. Chem. Rev. 2002，102，727-757 ； (2)
D.M. Vriezema, M. C. Aragones，J. A. A. W. Elemans，J. J. L. M. Cornelissen，A. E. Rowan, R. J. M. Nolte. Chem. Rev. 2005，105，1445-1489 ； (3) X. Guo, F. C. Szoka. Acc. Chem. Res. 2003， 36,335-341.)。刺激響應(yīng)囊泡的藥物/基因傳遞體系由于可以將負(fù)載物在特定位點(diǎn)靶向地進(jìn)行釋放而成為其中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，因?yàn)檫@不但可以提高負(fù)載物的藥效，而且可以降低其毒副作用。目前報(bào)道的刺激響應(yīng)囊泡大多是對(duì)外界光、電、熱和PH等刺激進(jìn)行響應(yīng)的體系(M. Lee, S. -J. Lee, L. -H. Jiang. J. Am. Chem. Soc. 2004，126，12724-12725 ； (2)
C.Wang, Q. Chen, H. Xu, Z. Wang, X. Zhang. Adv. Mater. 2010, 22, 2553-2555 ; (3) A. Napoli， M.Valentini, N.Tirelli, M. Muller, J. A. HubbelI. Nat. Mater. 2004，3，183-189 ； (4)
E.Kim, D. Kim, H. Jung, J. Lee, S. Paul, N. Selvapalam, Y. Yang, N. Lim, C. G. Park, K. Kim. Angew. Chem.，Int. Ed. 2010，49，4405-4408.)，而對(duì)于酶信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)的囊泡體系還并不多見(C. Wang, Q. Chen, Z. Wang, X. Zhang. Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，8612-8615.)。酶響應(yīng)信號(hào)不但是生物相容的，而且具有高的選擇性，此外許多疾病都與酶的非正常活性有關(guān) (Z. Yang, G. Liang, B. Xu. Acc. Chem. Res. 2008，41，315-326.)，因而設(shè)計(jì)酶響應(yīng)囊泡的藥物傳遞體系將負(fù)載的藥物在特定酶的靶向位點(diǎn)進(jìn)行釋放具有重大的意義和廣闊的應(yīng)用前景。然而，酶響應(yīng)位點(diǎn)的引入通常需要復(fù)雜和耗時(shí)的共價(jià)鍵合成，這不但提高了制備成本，而且還會(huì)將有機(jī)溶劑和毒性試劑在合成過程中引入到囊泡體系從而降低了其生物兼容性。超分子手段是除共價(jià)鍵手段外的另一種構(gòu)筑刺激響應(yīng)囊泡的方法(Y.Wang，H. Xu, X. Zhang. Adv. Mater. 2009,21, 2849-2864 ； (2) X. Zhang, C. Wang. Chem. Soc. Rev. 2011,40, 94-101.)。刺激響應(yīng)位點(diǎn)可以通過非共價(jià)鍵相互作用的方式引入到囊泡體系中來，從而避免了共價(jià)鍵的化學(xué)合成。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)分析，提供一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法及應(yīng)用，該超分子囊泡系基于磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿二元超分子組裝的酶調(diào)控囊泡，磺化杯[4]芳烴的存在可以誘導(dǎo)氯化肉豆蘧酰膽堿的臨界聚集濃度下降大約100倍；該超分子囊泡是生物相容的且具有很好的穩(wěn)定性，此外該超分子囊泡對(duì)膽堿酯酶具有良好的選擇響應(yīng)性；該超分子囊泡可以負(fù)載治療老年癡呆癥的親水藥物他克林 (tacrine)，負(fù)載后的他克林可以高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡，其構(gòu)筑單元以磺化杯[4]芳烴(C4AS)為主體，以氯化肉豆蘧酰膽堿(MyCl)為客體，通過主-客體包結(jié)配位相互作用構(gòu)筑超分子組裝體，其構(gòu)筑過程如圖14所示?！N所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法，將磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿溶解于水中，均勻混合后得到超分子囊泡溶液，然后加入膽堿酯酶使超分子囊泡溶液中的超分子囊泡隨時(shí)間逐漸解聚即可。所述超分子囊泡溶液中磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿的濃度分別為 O. OImmoI /I,和 O. 10mmol /I,η所述膽堿酯酶為丁酰膽堿酯酶，丁酰膽堿酯酶在超分子囊泡溶液中的濃度為
O.5U/mL。一種所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的應(yīng)用，將治療老年癡呆癥的親水藥物他克林負(fù)載到超分子囊泡的空腔內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是基于磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿二元超分子組裝構(gòu)筑的納米超分子囊泡，制備方法簡(jiǎn)便，主、客體原料用量少；該超分子囊泡生物相容且具有很好的穩(wěn)定性；該超分子囊泡對(duì)膽堿酯酶具有良好的選擇響應(yīng)性；該超分子囊泡可以負(fù)載治療老年癡呆癥的親水藥物他克林，負(fù)載后的他克林可以高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點(diǎn)，其在治療老年癡呆癥藥物負(fù)載、運(yùn)輸和靶向釋放領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖I為磺化杯[4]芳烴存在下氯化肉豆蘧酰膽堿的臨界聚集濃度圖。圖2為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡的動(dòng)態(tài)光散射圖。圖3為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡的低溫透射電子顯微鏡圖像。圖4為構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系450nm 波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖5為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡和L02細(xì)胞 (人體正常肝細(xì)胞)進(jìn)行孵化后連續(xù)記錄四天的和空白對(duì)照組對(duì)比的活細(xì)胞數(shù)量圖。圖6為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡和L02細(xì)胞 (人體正常肝細(xì)胞)進(jìn)行孵化后連續(xù)記錄四天的和空白對(duì)照組對(duì)比的活細(xì)胞形態(tài)圖。圖7為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖8為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶三小時(shí)后體系光散射強(qiáng)度的變化圖。圖9為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶三小時(shí)后的高分辨透射電子顯微鏡圖像。圖10為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入O. 5U/mL堿性磷酸脂酶導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖11為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入O. 5U/mL核酸外切酶I導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖12為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入O. 5U/mL葡萄糖氧化酶導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖13為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶，以及往構(gòu)筑的負(fù)載他克林的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入等量的丁酰膽堿酯酶和去活的丁酰膽堿酯酶后導(dǎo)致體系450 nm 波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖14為該納米超分子囊泡構(gòu)筑過程示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法，將C4AS和MyCl溶解于水中并均勻混合即可制得超分子囊泡溶液，所述C4AS和MyCl的濃度分別為O. Olmmol/L和O. lOmmol/L。在沒有C4AS存在下MyCl的臨界聚集濃度為2. 5mM (M. Wang, X. Gu, G. Zhang,
D.Zhang, D. Zhu. Anal. Chem. 2009,81,4444-4449.);如圖 I 所不，橫化杯[4]芳經(jīng)的存在可以誘導(dǎo)氯化肉豆蘧酰膽堿的臨界聚集濃度下降約100倍。(I)該超分子囊泡的粒徑和形貌分別通過動(dòng)態(tài)光散射和低溫透射電子顯微鏡所表征，圖2為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡的動(dòng)態(tài)光散射圖；圖3為磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡的低溫透射電子顯微鏡圖像。圖4為構(gòu)筑的磺化杯芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖，圖中顯示該超分子囊泡在450nm波長(zhǎng)處的透光率隨時(shí)間不發(fā)生變化，表明該超分子囊泡具有很好的穩(wěn)定性。如圖5所示，磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡和L02 細(xì)胞(人體正常肝細(xì)胞)進(jìn)行孵化后連續(xù)記錄四天的活細(xì)胞數(shù)量和空白對(duì)照組對(duì)比均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。如圖6所示，磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿超分子組裝的酶響應(yīng)囊泡和 L02細(xì)胞(人體正常肝細(xì)胞)進(jìn)行孵化后連續(xù)記錄四天的和空白對(duì)照組對(duì)比的活細(xì)胞形態(tài)也無明顯變化。圖5和圖6表明該超分子囊泡是生物相容的。(2)該超分子囊泡的丁酰膽堿酯酶高選擇響應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證I)圖7為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化的曲線圖，圖中表明在超分子囊泡溶液中加入丁酰膽堿酯酶，導(dǎo)致其在450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間逐漸升高，最后可達(dá)到96%以上，證明了加入正常生理量的丁酰膽堿酯酶(0.5U/mL)即可使囊泡隨時(shí)間逐漸完全解聚；圖8為往構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶三小時(shí)后體系光散射強(qiáng)度的變化圖，圖中表明加入丁酰膽堿酯酶三小時(shí)后體系光散射強(qiáng)度劇烈下降，同樣證實(shí)了囊泡的解聚。體系加入丁酰膽堿酯酶三小時(shí)后的高分辨透射電子顯微鏡圖像，如圖9所示，也證實(shí)了囊泡的完全解聚。2)對(duì)比試驗(yàn)在超分子囊泡溶液中加入堿性磷酸脂酶、核酸外切酶I以及葡萄糖氧化酶，體系在450nm波長(zhǎng)處的透光率隨時(shí)間不發(fā)生變化，如圖10、圖11、圖12所示，表明加入其它類型的酶不能像加入膽堿酯酶一樣可以使囊泡隨時(shí)間逐漸解聚。一種上述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的應(yīng)用，將親水的治療老年癡呆癥的藥物他克林負(fù)載到制備的超分子囊泡的空腔內(nèi)，方法如下I)將他克林、C4AS和MyCl溶解于水中后混合均勻得到溶液,將該溶液離心和透析后即可制得他克林負(fù)載的超分子囊泡，所述他克林、C4AS和MyCl的濃度分別為50nmol/L，
O.01mmol/L 和 O. 10mmol /I,；2)向構(gòu)筑的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入丁酰膽堿酯酶，另外向構(gòu)筑的負(fù)載他克林的磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿組裝的超分子囊泡體系中加入等量的丁酰膽堿酯酶和去活的丁酰膽堿酯酶后導(dǎo)致體系450nm波長(zhǎng)處透光率隨時(shí)間變化，如圖13所示，表明負(fù)載后的他克林可以高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點(diǎn)。負(fù)載他克林的囊泡在沒有膽堿酯酶活性的位點(diǎn)不能解聚，說明負(fù)載的藥物只可在活性膽堿酯酶靶向位點(diǎn)高選擇性的進(jìn)行釋放；和未負(fù)載藥物的囊泡相比，負(fù)載他克林的囊泡在膽堿酯酶活性位點(diǎn)解聚的程度大大下降，說明負(fù)載的藥物可以根據(jù)需要適量的釋放于活性膽堿酯酶靶向位點(diǎn)，避免了藥物的過量使用。
權(quán)利要求
1.一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡，其特征在于構(gòu)筑單元以磺化杯[4]芳烴(C4AS)為主體，以氯化肉豆蘧酰膽堿(MyCl)為客體，通過主-客體包結(jié)配位相互作用構(gòu)筑超分子組裝體，其構(gòu)筑過程如圖14所示。
2.一種如權(quán)利要求I所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法，其特征在于將磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿溶解于水中，均勻混合后得到超分子囊泡溶液，然后加入膽堿酯酶使超分子囊泡溶液中的超分子囊泡隨時(shí)間逐漸解聚即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法，其特征在于所述超分子囊泡溶液中磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蘧酰膽堿的濃度分別為O. Olmmol/L和O. IOmmol/ L0
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的制備方法，其特征在于所述膽堿酯酶為丁酰膽堿酯酶，丁酰膽堿酯酶在超分子囊泡溶液中的濃度為O. 5U/mL。
5.一種如權(quán)利要求I所述酶調(diào)控的納米超分子囊泡的應(yīng)用，其特征在于將治療老年癡呆癥的親水藥物他克林負(fù)載到超分子囊泡的空腔內(nèi)。
全文摘要
一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡，其構(gòu)筑單元以磺化杯[4]芳烴(C4AS)為主體，以氯化肉豆蔻酰膽堿(MyCl)為客體，通過主-客體包結(jié)配位相互作用構(gòu)筑超分子組裝體；其制備方法將磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蔻酰膽堿溶解于水中，均勻混合后得到超分子囊泡溶液，然后加入膽堿酯酶使超分子囊泡溶液中的超分子囊泡隨時(shí)間逐漸解聚即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該制備方法簡(jiǎn)便，主、客體原料用量少；該超分子囊泡生物相容且穩(wěn)定性好，對(duì)膽堿酯酶具有良好的選擇響應(yīng)性，可負(fù)載治療老年癡呆癥的親水藥物他克林，負(fù)載后的他克林可高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點(diǎn)，其在治療老年癡呆癥藥物負(fù)載、運(yùn)輸和靶向釋放領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K47/20GK102580100SQ20111043034
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉育, 王以軒, 王魁, 郭東升 申請(qǐng)人:南開大學(xué)