CN107254053A - 温度敏感性三嵌段聚合物、含该三嵌段聚合物的还原和超声敏感核壳结构微凝胶及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于物理化学领域,提供温度敏感性三嵌段聚合物、含该三嵌段聚合物的还原和超声敏感核壳结构微凝胶及其应用。所述温度敏感性的三嵌段聚合物结构为:PEIm‑b‑PNIPAMn‑b‑PEIm,其在低临界溶解温度(LCST)之上呈现出两亲性,可以在水溶液中自组装成以PNIPAMn为核,PEI为外壳的粒径均匀且状态稳定的胶束溶液。还提供该胶束与交联剂BACy加成得到具有还原敏感性的凝胶壳层,壳层中的二硫键能被还原性试剂如GSH,TCEP,DTT等选择性裂解。通过负载具有气液相变性质的氟烷分子可以得到具有超声响应的核壳结构微凝胶,从而达到靶向给药的目的。

Description

温度敏感性三嵌段聚合物、含该三嵌段聚合物的还原和超声 敏感核壳结构微凝胶及其应用
技术领域
本发明属于物理化学领域,具体涉及合成的温度敏感性三嵌段聚合物、含该三嵌段聚合物的还原和超声敏感核壳结构微凝胶及其在核壳结构微凝胶制备中的应用。
背景技术
聚合物胶束是一种新型药物制剂,由两亲性二嵌段或三嵌段聚合物自组装形成,具有制备简单、载药量高和药物可控释放等优点,是一种极有前途的药物载体。一般情况下,聚合物胶束形成核壳纳米微球,内核疏水,可容纳疏水性药物;外壳亲水,确保其在水溶液中的稳定性溶解性。还可以通过对外壳进行化学修饰,使其具有某种特定功能。
单一刺激响应性的聚合物胶束难以实现在空间和时间上的更精确的释药。因此研究具有多重响应性的聚合物胶束具有很大的意义。Elizabeth Huynh[1]在文献中提到在纳米微粒表面接枝卟啉分子,内部负载全氟分子,可使其同时具有超声、光声响应性。Bez aguM[2]也在文献中提到可以利用超声波实现对复合液滴自发反应的高时空控制。本发明基于以上情况,设计合成了具有温度敏感性的三嵌段聚合物,将其自组装后进行交联、负载,最终得到具有温度、还原、超声多重敏感性的核壳结构微凝胶。该微凝胶用以药物载体,在外界超声波刺激下,完成迅速释放内含药物的目的。
参考文献:
[1]Huynh,E.;Leung,B.Y.C.;Helfield,B.L.,"In situ conversion ofporphyrin microbubbles to nanoparticles for multimodality imaging."NatureNanotechnolog y.2015,10(4):325-332.
[2]Bezagu,M.;Errico,C.;Chaulot-Talmon,V.;Monti,F.;Tanter,M.;Tabeling,P.;Cossy,J.;Arseniyadis,S.;Couture,O.,High spatiotemporal control of spontaneous reactions using ultrasound-triggered composite droplets.Journal ofthe American Chemical Society 2014,136(20),7205-7208.
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有温度敏感性的三嵌段聚合物用于微凝胶制备。
本发明的进一步目的在于提供一种具有温度、还原、超声敏感性的核壳结构微凝胶。
本发明的更进一步目的在于提供所述温度、还原、超声敏感性的核壳结构微凝胶在制备控释药物上的用途。
本发明技术方案为:
一种具有温度敏感性的三嵌段聚合物,其结构为PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm,其中聚合度n:20、50、100、150、300,PEI分子量m:600、1800、10000;
所述具有温度敏感性的三嵌段聚合物由以下方法制备得到:
1)在Schlenk瓶中,将单体NIPAM、链转移剂双(羧甲基)三硫代碳酸酯、引发剂AIBN以n:10:1的摩尔比溶于1,4-二氧六环中,进行ATRP聚合,体系在60-70℃下反应6-8h,得到HOOC-PNIPAMn-COOH;其中n:20、50、100、150、300;
2)将步骤1)中得到的HOOC-PNIPAMn-COOH在40-50℃下旋蒸至粘稠状,用冰无水乙醚沉降提纯,过滤分离,30-40℃下真空干燥过夜,得淡黄色粉末状产物HOOC-PNIPAMn-COOH;
3)将步骤2)中所得HOOC-PNIPAMn-COOH溶解在MES缓冲液中,向其中加入EDC和NHS,室温下预活化,边搅拌边加入支化PEI;氮气氛下,25℃恒温振荡水浴反应,反应结束后,离心,除去未反应的HOOC-PNIPAMn-COOH;
4)将反应液升温至50℃,使产物沉淀,在相同温度下离心得到产物PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm
本发明还提供一种具有温度敏感性的胶束,由上述具有温度敏感性的三嵌段聚合物在水溶液中自组装所得。所述聚合物加入纯水中,在温度高于LCST条件下自组装1-2h,使用动态光散射仪测量其粒径变化,从而确定自组装成功。
本发明还提供一种具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,由上述胶束与交联剂BACy加成得到。
本发明还提供一种上述具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)将PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm溶解在超纯水中,氮气氛下,在温度高于LCST的条件下磁力搅拌;
2)加入交联剂BACy,磁力搅拌反应,得到核壳结构微凝胶。
进一步,所述的具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,所述核壳结构微凝胶为可以载药的微凝胶。
本发明还提供一种上述述的具有温度、还原双重敏感性的可以载药的核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)25℃下,将权利要求3所述的核壳结构微凝胶和DOX分散在磷酸盐缓冲液中搅拌;
2)将分散液离心,并用PBS缓冲液洗涤,然后真空冷冻干燥,得到载了药的核壳结构微凝胶。
本发明还提供一种具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶,由上述微凝胶负载全氟分子得到,其中的全氟分子选自全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷。
本发明还提供一种上述述具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)冰水浴条件下,向装有权利要求5或6所述的核壳结构微凝胶的棕色罗口瓶中逐滴滴加全氟分子;
2)盖紧瓶盖后,冰水浴下超声后,将其转移到PBS缓冲液中,室温下轻微搅拌。
本发明还提供具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶在制备控释药物上的用途。
产品验证:(1)具有温度敏感性的三嵌段聚合物,——核磁共振1H NMR、红外(2)具有温度敏感性的胶束,——DLS测量其粒径(3)具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,——TEM、DLS测量其粒径(4)具有温度、还原双重敏感性的可以载药的核壳结构微凝胶,——TEM、DLS测量其粒径(5)具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶。上述(1)-(5)所述的产品都可以通过DLS测量其Zeta的变化。
发明详述:
本发明者设计了一种具有温度敏感性的三嵌段聚合物,其结构为PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm,其中聚合度n:20、50、100、150、300,PEI分子量m:600、1800、10000。
本发明提供的这种具有温度敏感性的三嵌段聚合物具有两亲性,两端为亲水性支化PEI,中间是温度敏感的PNIPAM。
本发明提供了这种三嵌段聚合物的制备方法。
本发明的三嵌段聚合物,其由如下方法制得:
1)在Schlenk瓶中,将单体NIPAM、链转移剂双(羧甲基)三硫代碳酸酯、引发剂AIBN以n:10:1的摩尔比溶于1,4-二氧六环中,进行ATRP聚合,体系在60-70℃下反应6-8h,得到HOOC-PNIPAMn-COOH。(n:20、50、100、150、300)
2)将步骤1)中所述HOOC-PNIPAMn-COOH在40-50℃下旋蒸至粘稠状,用冰无水乙醚沉降提纯3次。过滤分离、30-40℃下真空干燥过夜,得淡黄色粉末状产物HOO C-PNIPAMn-COOH。
3)将步骤2)中所得HOOC-PNIPAMn-COOH溶解在50mL MES缓冲液中(0.1M,pH 5.6),向其中加入EDC和NHS,室温下预活化10min,边搅拌边加入支化PEI。氮气氛下,25℃恒温振荡水浴反应24h。32℃下离心10min,除去未反应的HOOC-PNIPA Mn-COOH。
4)将反应液升温至50℃,使产物沉淀,相同温度下离心得到产物PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm
本发明还提供一种具有温度敏感性的胶束,由上述三嵌段聚合物在水溶液中自组装所得。
本发明还提供一种具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,由上述胶束与交联剂BACy加成得到,其制备步骤如下:
1)将PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm溶解在20mL超纯水中。氮气氛下,在温度高于LC ST的条件下磁力搅拌30分钟。
2)加入交联剂BACy,磁力搅拌反应48h,得到核壳结构微凝胶。
本发明还提供上述具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,所述核壳结构微凝胶是可以载药的微凝胶,其制备方法如下:
1)25℃下,将权利要求3所述的核壳结构微凝胶和DOX分散在20mL磷酸盐缓冲液中搅拌12h。
2)将分散液离心得到载了药的核壳结构微凝胶,并用PBS缓冲液洗涤3次,然后真空冷冻干燥48h,得到载了药的核壳结构微凝胶。
本发明所述的具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶在制备控释药物上的用途。
本发明还提供一种具有温度、还原、超声敏感性的核壳结构微凝胶,由分子结构为PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm的温度敏感性聚合物自组装后通过交联、负载全氟分子得到。
本发明的温度、还原、超声敏感性的胶束中,所用交联剂为BACy,所用全氟分子选自全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷。
本发明提供了这种核壳结构微凝胶的制备方法。
本发明的核壳结构微凝胶,其由如下方法制得:
1)将PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm溶解在20mL超纯水中。氮气氛下,在温度高于LS CT的条件下磁力搅拌30分钟。
2)加入交联剂BACy,磁力搅拌反应48h,得到核壳结构微凝胶。
3)25℃下,将步骤2)所述的核壳结构微凝胶和DOX分散在20mL磷酸盐缓冲液中搅拌12h。
4)将步骤3)中溶液离心得到载了药的微凝胶,并用PBS缓冲液洗涤3次,然后真空冷冻干燥48h,得到载了药的核壳结构微凝胶。
5)冰水浴条件下,向装有步骤4)中所述的核壳结构微凝胶的20mL棕色罗口瓶中逐滴滴加500μL全氟分子。
6)盖紧瓶盖后,冰水浴下超声60s。然后将其转移到10mL PBS缓冲液中,室温下轻微搅拌12h。得到负载了药物和全氟分子的核壳结构微凝胶。
附图说明
图1是核壳结构微凝胶的透射电子显微镜(TEM)图。
图2是核壳结构微凝胶在37℃下的药物释放图,GSH:还原剂谷胱甘肽,US:超声,Cumulative release:累积释放,Time:时间。
图3是支化PEI、HOOC-PNIPAMn-COOH、PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm的红外光谱图,Wavelength:波数。
图4是交联剂BACy的核磁共振氢谱,δ:化学位移。
图5是PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm的核磁共振氢谱,δ:化学位移。
图6是交联的核壳结构微凝胶的核磁共振氢谱,δ:化学位移。
本发明设计合成了一种具有温度敏感性的三嵌段聚合物。所述聚合物具有两亲性,两端为亲水性支化PEI,中间是温度敏感的PNIPAM。NIPAM的聚合物可为20、50、100、150、300,PEI的分子量可为600、1800、10000。
将具有温度敏感性的三嵌段聚合物自组装后通过BACy交联得到微凝胶作为药物载体具有一定的温度、还原敏感性,载药之后再进行全氟分子的负载,又可以使其具有超声敏感性,从而具备多重敏感性,可以实现高时空控制的释药。
从图1的透射电子显微镜图可见核壳结构微凝胶的粒径在100nm左右。
本发明的微凝胶使用BACy作为交联剂,从而带有可以被还原性试剂选择性分解的二硫键。从图2可以看出,当加入还原剂GSH后,释药速率明显加快,最终释放量接近100%,相比于没有加GSH时40-50%的释放量有显著提升。当使用超声波刺激后,由于所负载的全氟分子的气化膨胀,破坏了微凝胶的整体结构,使得药物可以更快的释放。从图2可以看出,加入GSH并超声之后,释药速率明显加快,3h左右即接近100%释放,相比于只加GSH时需要接近24h才可接近100%释放有着显著提升。
由于癌细胞中GSH浓度是正常细胞的10倍,在正常细胞中不会被分解的二硫键可以在癌细胞中得到有效分解,从而破坏外壳的整体结构,从而达到释药的目的。辅助以超声手段,还可以实现药物高时空控制的突释。
因此,本发明还提供微凝胶在制备靶向药物上的用途。
本发明提供的多重敏感性的微凝胶在药物释放方面具有优良表现。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述,并不对本发明的范围有任何限制。
1、术语说明
NIPAN:N-异丙基丙烯酰胺;
PEI:聚乙烯亚胺;
AIBN:偶氮二异丁腈;
MES:2-(N-吗啉)乙磺酸一水合物;
NHS:N-羟基琥珀酰亚胺;
EDC:1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐;
DOX:盐酸阿霉素;
BACy:N,N-双(丙烯酰)胱胺;
GSH:谷胱甘肽;
TCEP:三(2-羧乙基)膦;
TDD:二硫苏糖醇;
PBS:磷酸盐缓冲液;
LCST:低临界溶解温度。
2、试剂说明
NIPAN:百灵威科技有限公司,纯度99%;
EDC:百灵威科技有限公司,纯度99%;
DOX:百灵威科技有限公司,纯度98%;
AIBN:百灵威科技有限公司,纯度99%;
PEI:上海阿拉丁生化科技股份有限公司,纯度99%;
MES:麦克林公司,纯度99%;
NHS:麦克林公司,纯度98%;
GSH:麦克林公司,纯度98%;
BACy:Sigma公司,纯度98%;
全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷:百灵威科技有限公司,纯度>98%;
无水乙醚:国药集团化学试剂有限公司,纯度>99%;
1,4-二氧六环:麦克林公司,纯度99%。
3、仪器说明
ZetasizerNano S型动态光散射(DLS,英国马尔文公司);
紫外可见分光光度计(UV 1601PC,日本岛津公司);
红外光谱仪(Nicolet 6700,赛默飞世尔科技公司);
核磁共振谱仪(AVANCE III 500,德国Brucker仪器有限公司);
pH计(PHS-3D,上海精密科学仪器有限公司);
真空干燥器(DZG-602,上海森信实验仪器有限公司);
透射电子显微镜(JEM-1400,日本JEOL公司);
旋转蒸发仪(N-1001,上海爱朗仪器有限公司);
高频数控超声波(昆山市超声仪器有限公司);
磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司);
超声波信号发生器(上海比朗仪器制造有限公司)。
实施例1
三嵌段聚合物PEI1800-b-PNIPAM100-b-PEI1800自组装核壳结构微凝胶的制备
聚合物的合成
1)在Schlenk瓶中,将单体NIPAM、链转移剂双(羧甲基)三硫代碳酸酯、引发剂AIBN以100:10:1的摩尔比溶于20ml 1,4-二氧六环中,进行ATRP聚合,体系在70℃下反应8h,得到HOOC-PNIPAM100-COOH。
2)将步骤1)中所述HOOC-PNIPAM100-COOH在50℃下旋蒸至粘稠状,用冰无水乙醚沉降提纯3次。过滤分离、30℃下真空干燥过夜,得淡黄色粉末状产物HOOC-PNI PAM100-COOH。
3)将1g步骤2)中所得HOOC-PNIPAM100-COOH溶解在50mL MES缓冲液中(0.1M,pH5.6),向其中加入EDC(23.7mg,123.6nmol)和NHS(2.7mg,23.5nmol),室温下预活化10min,边搅拌边加入支化PEI(315.8mg,175.4nmol,分子量1800)。氮气氛下,25℃恒温振荡水浴反应24h。32℃下离心10min,除去未反应的HOOC-PNI PAM100-COOH。
4)将反应液升温至50℃,使产物沉淀,相同温度下离心得到产物PEI1800-b-PNIPAM100-b-PEI1800
核壳结构微凝胶的制备
1)将40mg PEI1800-b-PNIPAM100-b-PEI1800聚合物溶解在20mL超纯水中。氮气氛下,在40℃下磁力搅拌30分钟。
2)加入4mg交联剂BACy,反应48h,得到核壳结构微凝胶。
3)25℃下,将10mg步骤2)所述的核壳结构微凝胶和4mg DOX分散在20mL磷酸盐缓冲液(pH与后续释药时PBS缓冲液pH保持一致)中搅拌12h。
4)将步骤3)中溶液离心得到载了药的核壳结构微凝胶,并用PBS缓冲液洗涤3次,然后真空冷冻干燥48h,得到载了药的核壳结构微凝胶。
5)冰水浴条件下,向装有10mg步骤4)中所述的核壳结构微凝胶的20mL棕色罗口瓶中逐滴滴加500μL全氟己烷。
6)盖紧瓶盖后,冰水浴下超声60s。然后将其转移到10mL PBS缓冲液中,室温下轻微搅拌12h。得到负载了药物和全氟己烷的核壳结构微凝胶。
实施例2
三嵌段聚合物PEI10000-b-PNIPAM50-b-PEI10000自组装壳交联胶束的制备
聚合物的合成
1)在Schlenk瓶中,将单体NIPAM、链转移剂双(羧甲基)三硫代碳酸酯、引发剂AIBN以50:10:1的摩尔比溶于20ml 1,4-二氧六环中,进行ATRP聚合,体系在70℃下反应8h,得到HOOC-PNIPAM50-COOH。
2)将步骤1)中所述HOOC-PNIPAM50-COOH在50℃下旋蒸至粘稠状,用冰无水乙醚沉降提纯3次。过滤分离、30℃下真空干燥过夜,得淡黄色粉末状产物HOOC-PNI PAM50-COOH。
3)将1g步骤2)中所得HOOC-PNIPAM50-COOH溶解在50mL MES缓冲液中(0.1M,pH5.6),向其中加入EDC(47.3mg,246.7nmol)和NHS(5.1mg,86.8nmol),室温下预活化10min,边搅拌边加入支化PEI(1754.4mg,175.4nmol,分子量10000)。氮气氛下,25℃恒温振荡水浴反应24h。32℃下离心10min,除去未反应的HOOC-PNI PAM50-COOH。
4)将反应液升温至50℃,使产物沉淀,相同温度下离心得到产物PEI10000-b-PNIPAM50-b-PEI10000
核壳结构微凝胶的制备
1)将40mg PEI10000-b-PNIPAM50-b-PEI10000共聚物溶解在20mL超纯水中。氮气氛下,在40℃下磁力搅拌30分钟。
2)加入6mg交联剂BACy,反应48h,得到核壳结构微凝胶。
3)25℃下,将10mg步骤2)所述的微凝胶和4mg DOX分散在20ml PBS缓冲液(注:PBS缓冲液的pH在整个合成到释药过程中保持一致)中搅拌12h。
4)将步骤3)中溶液离心得到载了药的微凝胶,并用PBS缓冲液洗涤3次,然后真空冷冻干燥48h,得到载了药的核壳结构微凝胶。
5)冰水浴条件下,向装有10mg步骤4)中所述的壳交联胶束的20ml棕色罗口瓶中逐滴滴加500μl全氟戊烷。
6)盖紧瓶盖后,冰水浴下超声60s。然后将其转移到10ml PBS缓冲液中,室温下轻微搅拌12h。得到负载了药物和全氟戊烷的核壳结构微凝胶。
实施例3
核壳结构微凝胶释药
1.处理透析袋:剪一段10-20cm的截留分子量为3500的透析袋,用纯水煮沸后冷却备用。
2.释药:分别取1ml载了药的核壳结构微凝胶溶液加入3个3500透析袋中,然后分别放入装有25ml pH 7.4PBS缓冲液、25ml pH 6.5PBS缓冲液、25ml含有10mM GSH的pH6.5PBS缓冲液的离心管中。置入37℃,转速150rpm的摇床。每隔1小时取样测量其紫外吸光度,测完后样液倒回离心管。
从图1的透射电子显微镜图可见核壳结构微凝胶的粒径在100nm左右。
从图2可见,环境温度为37℃时,载药微凝胶在不同条件下的30小时释药情况。当缓冲液中没有GSH,并不使用超声时,在pH 6.5和7.4条件下释药量在40%-50%;当加入GSH的情况下,释药量在5h即达到90%左右,最终释药量接近100%;当加入GSH且超声的情况下,释药速率明显加快,3h左右即接近100%释放。
从图3可知,对PNIPAM两端羧基化后,羧基相互之间缔合,出现1715.14cm-1的羰基峰。说明两端确实成功修饰了羧基。当加入支化PEI合成三嵌段聚合物后,原本的羰基峰消失,证明确实发生了反应。结合图5可知,在化学位移2-3处有支化PEI上亚甲基氢和端位甲基氢的峰,证明确实得到了三嵌段聚合物PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm
结合图4-6分析可知,交联剂中二硫键边上亚甲基氢峰化学位移为3.51,其在图6中同样出峰,化学位移为3.27。证明交联剂确实与聚合物发生了反应,形成了核壳结构微凝胶。

Claims (9)

1.一种具有温度敏感性的三嵌段聚合物,其结构为PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm,其中聚合度n:20、50、100、150、300,PEI分子量m:600、1800、10000;
所述具有温度敏感性的三嵌段聚合物由以下方法制备得到:
1)在Schlenk瓶中,将单体NIPAM、链转移剂双(羧甲基)三硫代碳酸酯、引发剂AIBN以n:10:1的摩尔比溶于1,4-二氧六环中,进行ATRP聚合,体系在60-70℃下反应6-8h,得到HOOC-PNIPAMn-COOH;其中n:20、50、100、150、300;
2)将步骤1)中得到的HOOC-PNIPAMn-COOH在40-50℃下旋蒸至粘稠状,用冰无水乙醚沉降提纯,过滤分离,30-40℃下真空干燥过夜,得淡黄色粉末状产物HOOC-PNIPAMn-COOH;
3)将步骤2)中所得HOOC-PNIPAMn-COOH溶解在MES缓冲液中,向其中加入EDC和NHS,室温下预活化,边搅拌边加入支化PEI;氮气氛下,25℃恒温振荡水浴反应,反应结束后,离心,除去未反应的HOOC-PNIPAMn-COOH;
4)将反应液升温至50℃,使产物沉淀,在相同温度下离心得到产物PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm
2.一种具有温度敏感性的胶束,由权利要求1所述聚合物在水溶液中自组装所得。
3.一种具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,由权利要求2所述胶束与交联剂BACy加成得到。
4.一种如权利要求3所述具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)将PEIm-b-PNIPAMn-b-PEIm溶解在超纯水中,氮气氛下,在温度高于LCST的条件下磁力搅拌;
2)加入交联剂BACy,磁力搅拌反应,得到核壳结构微凝胶。
5.如权利要求3所述的具有温度、还原双重敏感性的核壳结构微凝胶,所述核壳结构微凝胶为可以载药的微凝胶。
6.一种如权利要求5所述的具有温度、还原双重敏感性的可以载药的核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)25℃下,将权利要求3所述的核壳结构微凝胶和DOX分散在磷酸盐缓冲液中搅拌;
2)将分散液离心,并用PBS缓冲液洗涤,然后真空冷冻干燥,得到载了药的核壳结构微凝胶。
7.一种具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶,由权利要求5或6所述微凝胶负载全氟分子得到,其中的全氟分子选自全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷。
8.一种权利要求7所述具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶的制备方法如下:
1)冰水浴条件下,向装有权利要求5或6所述的核壳结构微凝胶的棕色罗口瓶中逐滴滴加全氟分子;
2)盖紧瓶盖后,冰水浴下超声后,将其转移到PBS缓冲液中,室温下轻微搅拌。
9.权利要求7或8所述的具有温度、还原、超声多重敏感性核壳结构微凝胶在制备控释药物上的用途。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109881489A (zh) * 2019-01-30 2019-06-14 广西大学 一种多重响应性智能纳米纤维功能材料及其制备方法和应用
CN109917121A (zh) * 2019-03-01 2019-06-21 洛阳恒恩生物科技有限公司 胱抑素c测定试剂盒及其制备方法
CN113797174A (zh) * 2021-07-12 2021-12-17 云南师范大学 一种微凝胶材料及其制备方法与作为戒毒药物载体的应用
CN114058021A (zh) * 2021-07-21 2022-02-18 华东理工大学 pH敏感性三嵌段聚合物、还原敏感性交联聚合物囊泡及其制备和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414116A (zh) * 2009-02-26 2012-04-11 加利福尼亚大学董事会 用于制备尺寸可控的纳米颗粒的超分子方法
CN104163924A (zh) * 2014-07-27 2014-11-26 北京化工大学 一种具有荧光温敏性两亲丁腈橡胶的制备方法
CN104490844A (zh) * 2014-12-02 2015-04-08 天津工业大学 一种核壳型微凝胶及其制备方法
WO2015106149A2 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Daewon Park Antimicrobial reverse thermal gel and methods of forming and using same
CN105535988A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 中国人民解放军第二军医大学 双靶向递送化疗药物纳米体系制备方法及其增强抗肿瘤应用
CN105561334A (zh) * 2014-10-11 2016-05-11 中国人民解放军第二军医大学 一种基于温度靶向的纳米凝胶基因递送复合物及其制备方法与应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414116A (zh) * 2009-02-26 2012-04-11 加利福尼亚大学董事会 用于制备尺寸可控的纳米颗粒的超分子方法
WO2015106149A2 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Daewon Park Antimicrobial reverse thermal gel and methods of forming and using same
CN104163924A (zh) * 2014-07-27 2014-11-26 北京化工大学 一种具有荧光温敏性两亲丁腈橡胶的制备方法
CN105561334A (zh) * 2014-10-11 2016-05-11 中国人民解放军第二军医大学 一种基于温度靶向的纳米凝胶基因递送复合物及其制备方法与应用
CN105535988A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 中国人民解放军第二军医大学 双靶向递送化疗药物纳米体系制备方法及其增强抗肿瘤应用
CN104490844A (zh) * 2014-12-02 2015-04-08 天津工业大学 一种核壳型微凝胶及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAMERON ALEXANDER等: "Thermo and pH responsive polymers as gene delivery vectors: effect of polymer architecture on DNA complexation in vitro", 《JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE》 *
ERHAN PISKIN等: "A Potential Gene Delivery Vector: N-Isopropylacrylamide-ethyleneimine", 《MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND PHYSICS》 *
ERHAN PISKIN等: "In vitro transfection of HeLa cells with temperature sensitive polycationic copolymers", 《JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109881489A (zh) * 2019-01-30 2019-06-14 广西大学 一种多重响应性智能纳米纤维功能材料及其制备方法和应用
CN109881489B (zh) * 2019-01-30 2021-04-13 广西大学 一种多重响应性智能纳米纤维功能材料及其制备方法和应用
CN109917121A (zh) * 2019-03-01 2019-06-21 洛阳恒恩生物科技有限公司 胱抑素c测定试剂盒及其制备方法
CN113797174A (zh) * 2021-07-12 2021-12-17 云南师范大学 一种微凝胶材料及其制备方法与作为戒毒药物载体的应用
CN113797174B (zh) * 2021-07-12 2022-12-06 云南师范大学 一种微凝胶材料及其制备方法与作为戒毒药物载体的应用
CN114058021A (zh) * 2021-07-21 2022-02-18 华东理工大学 pH敏感性三嵌段聚合物、还原敏感性交联聚合物囊泡及其制备和应用

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