CN114585664A - 在水性溶液中制备受控肽基聚合物和共聚物的方法 - Google Patents
在水性溶液中制备受控肽基聚合物和共聚物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114585664A CN114585664A CN202080072425.7A CN202080072425A CN114585664A CN 114585664 A CN114585664 A CN 114585664A CN 202080072425 A CN202080072425 A CN 202080072425A CN 114585664 A CN114585664 A CN 114585664A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nanoparticles
- aqueous
- nca
- aqueous solution
- monomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 38
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title description 22
- 125000001151 peptidyl group Chemical group 0.000 title description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 62
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 37
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 19
- 150000001370 alpha-amino acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 235000008206 alpha-amino acids Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229920000469 amphiphilic block copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 42
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 26
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 54
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 38
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 37
- ATCFYQUZTYQTJN-AXDSSHIGSA-N (2s)-2-amino-4-benzylpentanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 ATCFYQUZTYQTJN-AXDSSHIGSA-N 0.000 description 35
- 229920000835 poly(gamma-benzyl-L-glutamate) polymer Polymers 0.000 description 34
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 32
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 20
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 20
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 17
- 229920000359 diblock copolymer Polymers 0.000 description 15
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 15
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 10
- COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N Uranyl acetate Chemical compound O.O.O=[U]=O.CC(O)=O.CC(O)=O COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 9
- 238000000604 cryogenic transmission electron microscopy Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 5
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 4
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 4
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 4
- ANSLKGPHBYYQIM-JAMMHHFISA-N (2s)-2,6-diamino-7-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-7-oxoheptanoic acid Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C(N)CCC[C@H](N)C(O)=O ANSLKGPHBYYQIM-JAMMHHFISA-N 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 229960003136 leucine Drugs 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 229960005190 phenylalanine Drugs 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N tetraethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 239000004395 L-leucine Substances 0.000 description 2
- 235000019454 L-leucine Nutrition 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- 108010077895 Sarcosine Proteins 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 2
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229940043230 sarcosine Drugs 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 description 2
- GQBIVYSGPXCELZ-QMMMGPOBSA-N (4s)-4-benzyl-1,3-oxazolidine-2,5-dione Chemical compound O=C1OC(=O)N[C@H]1CC1=CC=CC=C1 GQBIVYSGPXCELZ-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- LFTRJWKKLPVMNE-RCBQFDQVSA-N 2-[[(2s)-2-[[2-[[(2s)-1-[(2s)-2-amino-3-methylbutanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]acetyl]amino]-3-methylbutanoyl]amino]acetic acid Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(O)=O LFTRJWKKLPVMNE-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- JHWZWIVZROVFEM-UHFFFAOYSA-N 4-(2-methylpropyl)-1,3-oxazolidine-2,5-dione Chemical compound CC(C)CC1NC(=O)OC1=O JHWZWIVZROVFEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710141544 Allatotropin-related peptide Proteins 0.000 description 1
- 101800002011 Amphipathic peptide Proteins 0.000 description 1
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010539 anionic addition polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010511 deprotection reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006030 multiblock copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 108010054022 valyl-prolyl-glycyl-valyl-glycine Proteins 0.000 description 1
- 150000003952 β-lactams Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/008—Supramolecular polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
- C08G69/10—Alpha-amino-carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/78—Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K17/00—Carrier-bound or immobilised peptides; Preparation thereof
- C07K17/02—Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier
- C07K17/08—Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/40—Polyamides containing oxygen in the form of ether groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Polyamides (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明涉及一种制备包含多肽单元的两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒的水性溶液的“一锅”法，所述方法包括至少一个步骤(E1)，在水性溶剂中，使至少一种亲水性聚合物(P1)和至少一种疏水性α‑氨基酸N‑羧基环内酸酐单体结合在一起，所述至少一种亲水性聚合物包含至少一个胺官能团。
Description
技术领域
本发明的主题涉及一种在水性溶液中制备受控肽基聚合物和共聚物的方法，以及所获得的产物。
背景技术
两亲性共聚物的自组装是设计具有独特性能的先进纳米材料的有前景的策略。在两亲性共聚物中，多肽构成了一类新兴的生物材料，在医药和化妆品应用中用作活性载体。迄今为止，制备基于两亲性多肽的纳米材料的最经济、最有效的方法是需要几个步骤(尤其包括N-羧基环内酸酐单体的开环聚合(ROP或ROPISA))的方法。
这种受控聚合使用最简单的试剂，但仍存在严重限制，尤其是1)N-羧酸内酸酐单体的繁琐纯化步骤；2)对水和湿度的显著敏感性；和3)在有毒有机溶剂(诸如DMF)中实施，该有毒有机溶剂之后必须去除。从两亲性多肽制备纳米颗粒需要至少一个第二形成步骤，即纳米沉淀，该步骤为将为疏水性段的非溶剂添加到两个嵌段共有溶剂的共聚物溶液中。纳米沉淀步骤通常使用有毒或挥发性有机溶剂在相对较稀释的条件下(<1重量％)进行，并且对与规模变化有关的问题很敏感，这通常不利于该方法的监管批准。
聚合诱导自组装(PISA)是用于获得两亲性聚合物的简单且可靠的途径，其优点是同时获得这些相同聚合物的纳米颗粒。PISA方法是指自发自组装的活性两亲性聚合物链在纳米结构中原位生长。到目前为止，PISA方法一直是采用在分散体或乳液中的自由基聚合工艺(RAFT、ATRP、NMP、CMP、TERP)来实施。
发明内容
本发明旨在于单个制备步骤中提供官能化的纳米对象。
本发明的另一目的是提供一种简单、快速的“一锅”法，在水性介质中于单个步骤中获得两亲性肽共聚物，而不需要后续的纯化。
本发明的另一目的是提供一种具有非常快的聚合动力学的聚合方法，从而能够获得官能化、生物可同化、生物相容性和生物可降解的聚合物。
因此，本发明涉及一种制备包含多肽单元的两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒的水性溶液的“一锅”法，所述方法包括至少一个步骤(E1)，在不含有机溶剂的水性溶剂中，使以下项结合在一起：
至少一种含至少一个胺官能团的亲水性聚合物(P1)；和
至少一种疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体(NCA)。
因此，通过本发明的方法，在水性介质中能够获得或获得基于多肽的两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒的水性溶液。
本发明的方法基于聚合诱导的自组装方法(称为PISA)。通过将PISA方法应用于NCA单体，发明人意外地确定了PISA方法的自发自组装保护NCA单体免受水解。
因此，本发明涉及在水性溶液中通过开环聚合来制备两亲性多肽。
本发明的方法是不需要使用有机溶剂的方法。在本发明中，该方法是在没有任何有机溶剂的情况下进行的。
在本发明中，水性溶剂不包括有机溶剂。
因此，本发明涉及一种在水性溶液中制备可控肽基聚合物和共聚物的方法，以及在实施该相同方法时它们的自发的自形成，从而能够在单个制备步骤中形成稳定的官能化的纳米颗粒，其可被包括在例如药物或化妆品制剂的制备中，但不限于此。
本发明的方法为在没有有机溶剂的情况下制备两亲性多肽共聚物，该方法是快速和可控的，并且还能够同时形成纳米颗粒，以及高于10重量％的干提取率，从而降低了已知方法的复杂性。特别地，本发明涉及通过在水性介质中同时实施这两个步骤且无需纯化来制备具有较快自发自形成性的两亲性多肽共聚物的方法。
如上所述，本发明的方法包括使用至少一种疏水性NCA单体。
可以使用任何疏水性NCA单体。根据所用的NCA单体的类型，尤其可以通过疏水性保护基团对其进行改性以使其具有疏水性。
在一个实施方式中，疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体具有以下式(I)：
其中R是可选的经保护的，天然或改性的疏水性α-氨基酸的侧链。
当所用的NCA单体是亲水性α-氨基酸(尤其包含OH、COOH或NH2官能团)的NCA时，则上述R基团包含疏水性保护基团以使所述单体具有疏水性。
当所用的NCA是天然疏水性的α-氨基酸的NCA时，这种保护是不必要的。
作为疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体，尤其使用以下化合物：
优选引用的可以是γ-苄基-L-谷氨酸、ε-Boc-L-赖氨酸、L-亮氨酸或L-苯丙氨酸的NCA单体。
如上所述，本发明的方法包括使用至少一种含至少一个胺官能团的亲水性聚合物(P1)。该亲水性聚合物用作大分子引发剂。
在一个实施方式中，聚合物(P1)选自由聚醚、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、多糖、多肽、聚类肽、DNA和蛋白质衍生物组成的组，尤其是含至少一个胺官能团的类弹性蛋白多肽(ELP)，并且优选地选自具有至少一个胺官能团的聚(环氧乙烷)。
优选地，聚合物(P1)是PEG。
优选地，亲水性聚合物(P1)具有高于500g/mol的分子量，更优选在2000g/mol和10000g/mol之间的分子量。
优选地，聚合物(P1)具有下式：
其中x为16至500。
在本发明的方法中，起始产物可以类似于悬浊液，即不透明的非均相介质，而得到的最终产物优选地为均相透明溶液的形式。
因此，通过本发明的方法，能够有利地将高度非均相介质，尤其是分散在水中的固体，转化为基于可控大分子结构的两亲性共聚物的规整(well-defined)的纳米颗粒的溶液。
本发明的方法是“一锅”法，即试剂在单一反应混合物中经历一个或多个连续或同时反应。
在一个实施方式中，在本发明的方法中，水性溶剂是水或缓冲液。
例如，水性溶剂是其中加入有缓冲溶液的水。
在一个实施方式中，水性溶剂还包括缓冲溶液，所述缓冲溶液包括浓度范围为0.01M至1M的盐，尤其选自由碳酸氢钠溶液和磷酸盐缓冲溶液形成的组。
优选地，本发明的方法使用NaHCO3的水性溶液。
优选地，水性溶剂的pH值在2和12之间，尤其在7和10之间。
在一个实施方式中，步骤(E1)的温度为-10℃至80℃，优选地为0℃至4℃。
在一个实施方式中，步骤(E1)在搅拌下由疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体的分散体来进行。
本发明的方法也可应用于获得多嵌段共聚物。
因此，在一个实施方式中，使步骤(E1)后获得的两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒的水性溶液随后与第二疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体接触，由此能够获得改性的两亲性嵌段共聚物的改性纳米颗粒的水性溶液，其中该第二疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体与步骤(E1)中的单体相同或不同。
因此，在该实施方式中，当添加的至少一种第二疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体与步骤(E1)中使用的单体不同时，能够获得梯度或统计(statistical)多嵌段共聚物。
本发明的方法可用于获得纳米颗粒，优选地为核-冠状(core-corona)的，优选地为细长的，优选地为刚性的，优选为具有范围为2nm至1μm的尺寸。因此，在该实施方式中，能够获得具有光学性质各向异性纳米颗粒。
本发明还涉及两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒，并且该纳米颗粒包含能够通过诸如上述限定的方法获得的多肽单元。
因此，本发明还涉及两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒，该纳米颗粒包括通过诸如上述限定的方法获得的多肽单元，所述纳米颗粒具有核-壳结构以及2nm至1μm的粒径。
因此，本发明还涉及一种包含诸如以上限定的纳米颗粒的水性组合物，所述纳米颗粒的重量含量相对于所述水性组合物的重量为至少2％，优选地相对于所述水性组合物的重量在2wt％和15wt％之间。
该固体的含量在聚合后以及经过透析纯化盐后通过进行冻干来测量(残留物重量与冻干前重量的比较)。
附图说明
图1涉及由实施例1中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。左：RI检测。右：吸光度检测。
图2示出了由实施例1中的PEG5k-b-PBLG共聚物的CDCl3+15％TFA获得的1H NMR谱图。
图3示出了实施例1中的PEG5k-b-PBLG的纳米颗粒以扩散强度表示的流体力学直径(Dh)的分布(在超纯水中)。
图4给出了冷冻透射电镜(Cryo-TEM)拍摄的纳米颗粒图像：实施例1中的PEG5k-b-PBLG共聚物的纳米颗粒。
图5示出了由实施例2中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。左：RI检测。右：吸光度检测。
图6示出了由实施例2中的PEG5k-b-PBLG共聚物的CDCl3+15％TFA得到的1H NMR谱图。
图7给出了实施例2中的PEG5k-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的Cryo-TEM图像。
图8示出了由实施例3中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。左：RI检测。右：吸光度检测。
图9示出了由实施例3中的PEG5k-b-PBLG共聚物的CDCl3+15％TFA得到的1H NMR谱图。
图10给出了实施例3中PEG5k-b-PBLG的纳米颗粒(在超纯水中)的流体力学直径(Dh)的分布(以扩散强度表示)。
图11示出了由实施例4中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。左：RI检测。右：吸光度检测。
图12给出了由实施例4中的PEG5k-b-PBLG共聚物的CDCl3+15％TFA得到的1H NMR谱图。
图13给出了实施例4中的PEG5k-b-PBLG的纳米颗粒(在超纯水中)的流体力学直径(Dh)的分布(以扩散强度表示)。
图14给出了实施例4中的PEG5k-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的Cryo-TEM图像。
图15示出了由实施例5中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。RI检测以黑色和灰色表示，吸光度检测以灰色虚线表示。
图16给出了实施例5中的PEG5k-b-PBLG纳米颗粒(在超纯水中)的流体力学直径(Dh)的分布(以扩散强度表示)。
图17示出了由实施例6中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。左：RI检测。右：吸光度检测。
图18给出了由实施例6中的PEG5k-b-PBLG共聚物的CDCl3+15％TFA得到的1H NMR谱图。
图19给出了实施例6中的PEG5k-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的Cryo-TEM图像。
图20示出了：A)由实施例7中的ELPM40-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)溶液得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例7中的ELPN40-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图21示出了由实施例8中的PEG5k-b-PLys共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。示差折光(RI)检测。
图22给出了由实施例8中的PEG5k-b-PLys共聚物的在DMF-d6的得到的1H NMR谱图。
图23给出了实施例8中PEG5k-b-PLys纳米颗粒(在超纯水中)的流体力学直径(Dh)的分布(以扩散强度表示)。
图24给出了实施例8中PEG5k-b-PLys共聚物的纳米颗粒的Cryo-TEM图像。
图25示出了由实施例9中的PEG5k-b-PLys-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图。RI检测。
图26示出了：A)由实施例10中的PLeu-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例10中的PLeu-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图27示出了：A)由实施例11中的PPhe-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例11中的PPhe-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图28示出了：A)由实施例12中的PEG5k-b-PBLG-b-PEG5k共聚物的DMF(+1mg/mLLiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例12中的PEG5k-b-PBLG-b-PEG5k共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图29示出了：A)由实施例13中的PEG-4臂-b-(PBLG)4共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例13中的PEG-4臂-b-(PBLG)4共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图30示出了：A)由实施例14中的PSar-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例14中的PSar-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图31示出了：A)由实施例15中的PGA-b-PBLG共聚物在H2O(Juanito缓冲液)得到的排阻色谱图(RI检测)；B)实施例15中PGA-b-PBLG共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图32示出了：A)实施例16的红外分析(粉末)；B)实施例16中共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)。
图33示出了由实施例17中的PEG5k-b-PBLG共聚物的DMF(+1mg/mL LiBr)得到的排阻色谱图(RI检测)。
图34示出了：A)实施例18中共聚物的纳米颗粒的TEM图像(醋酸铀酰染色)；B)实施例18中的纳米颗粒(在超纯水中)的流体动力学直径(Dh)的分布(以扩散强度表示)；C)表明实施例18中共聚物形成的电泳凝胶。
具体实施方式
实施例
实施例1：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。在冰浴中冷却该施伦克管至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，产率为85±3％(图1至图4)。
实施例2：无盐条件下，两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。在冰浴中冷却该施伦克管至少10分钟。同时，将大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)在超纯水中稀释并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图5至图7)。
实施例3：高固体含量的两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(600mg，2.28mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。在冰浴中冷却该施伦克管至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，600mg，0.12mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为77％(图8至图10)。
实施例4：延长两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)链的方案
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。在冰浴中冷却该施伦克管至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。90分钟后，第二次添加γ-苄基-L-谷氨酸的NCA(300mg，1.14mmol)。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下搅拌16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为85％(图11至图14)。
实施例5：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)2k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG2k-NH2(Mp＝2022Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(30mg，0.11mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG2k-NH2(800μL，30mg，0.015mmol)的0.2M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图15和图16)。
实施例6：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)10k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG10k-NH2(Mp＝11153Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克(Schlenk)管中。在冰浴中冷却该施伦克管至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG10k-NH2(8mL，300mg，0.03mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成凝胶，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图17至图19)。
实施例7：两亲性肽二嵌段共聚物(类弹性蛋白多肽)-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。类弹性蛋白多肽(ELP)是在实验室由大肠杆菌(E.Coli)产生的重组蛋白：波尔多大学有机聚合物化学实验室，法国(Laboratoire de Chimie des PolymèresOrganiques de Bordeaux,France)。所用的ELP在其N-末端有伯胺。其结构为MW(VPGVPVPGMG VPGVG VPGVG)10并且分子量为17035Da。其他非常规试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(10mg，0.04mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的测试管中。将该测试管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂ELP(2.7mL，10mg，0.001mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。使反应于4℃下在磁力搅拌下进行20小时。在环境温度下，乳状分散体变成混浊分散体，并将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，在4℃下用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图20)。
实施例8：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)-嵌段-聚(ε-Boc-L-赖氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
ε-叔丁基氧羰基-L-赖氨酸N-羧基环内酸酐(LysBOC-NCA)的单体是由ISOCHEM公司销售的商业化产品。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他非常规试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将ε-Boc-L-赖氨酸的NCA单体(310mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为79％(图21至图24)。
实施例9：两亲性肽三嵌段共聚物聚(乙二醇)-嵌段-聚(ε-Boc-L-赖氨酸)-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐(BLG-NCA)和ε-叔丁基氧羰基-L-赖氨酸N-羧基环内酸酐(LysBOC-NCA)单体是由ISOCHEM公司销售的商业化产品。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他非常规试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将ε-Boc-L-赖氨酸的NCA单体(300mg，1.10mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.2M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。使该反应在搅拌下于冰水浴中保持约15分钟。同时，在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(BLG-NCA，300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。在将水性乳白色胶体溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其与BLG-NCA粉末混合。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下搅拌16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为75±3％(图25)。
实施例10：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(L-亮氨酸)及其相应的纳米颗粒的同时合成
L-亮氨酸N-羧基环内酸酐单体(LEU-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将亮氨酸的NCA单体(300mg，1.9mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在室温下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为77％(图26)。
实施例11：两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(L-苯丙氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
L-苯丙氨酸N-羧基环内酸酐单体(PHE-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将苯丙氨酸的NCA单体(150mg，0.8mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(8mL，300mg，0.06mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变成水性乳白色胶体溶液，然后将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为72％(图27)。
实施例12：两亲性肽三嵌段共聚物聚(γ-苄基-L-谷氨酸-嵌段-聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸))及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。NH2-PEG5k-NH2(PEG-2臂)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐的NCA单体(BLG-NCA)(29mg，0.11mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的测试管中。将该测试管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂NH2-PEG5k-NH2(0.85mL，35mg)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图28)。
实施例13：两亲性肽星型共聚物聚(γ-苄基-L-谷氨酸)4-嵌段-聚(乙二醇)5k及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商用化学试剂。PEG-4臂是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的(星型：4个NH2端)。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐的NCA单体(BLG-NCA)(18mg，0.07mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的测试管中。将该测试管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-4臂(PEG5k-4arm)(0.70mL，35mg)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图29)。
实施例14：两亲性肽二嵌段共聚物聚(肌氨酸)-嵌段-(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。聚(肌氨酸)PSar(Mp＝2100Da，
)通过常规开环聚合方法在实验室合成。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(120mg，0.46mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂(4mL，50mg，0.02mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末，其产率为55％(图30)。
实施例15：两亲性肽二嵌段共聚物聚(L-谷氨酸)-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。聚(L-谷氨酸)PGA(Mw＝6600g/mol)通过常规开环聚合方法在实验室合成。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(300mg，1.14mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的施伦克管中。将该施伦克管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂(8mL，300mg，0.45mmol)的0.20M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天(TEM图像，图31)。冻干后，为了分析共聚物，在温和的酸性条件(MSA、TFA)下。对PBLG嵌段进行脱保护以获得白色粉末，该白色粉末可在水性SEC(Juanito缓冲液)中进行分析(图31)。
实施例16：两亲性肽二嵌段共聚物多糖-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。聚氨基糖(Polysacc.，Mw＝7750g/mol)是在实验室中通过β-内酰胺单体的阴离子聚合来合成的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(13mg，0.05mmol)置于其中包含磁力搅拌棒的测试管中。将该测试管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂(2mL，20mg，0.003mmol)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性发白的胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图32)。
实施例17：非常小规模的两亲性肽二嵌段共聚物聚(乙二醇)5k-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的伴随合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。PEG5k-NH2(Mp＝5516Da，
)是由RAPP聚合物(RAPP Polymer)公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(3mg，0.01mmol)置于其中包含小型磁力搅拌棒的艾本德(Eppendorf)管中，将该管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有大分子引发剂PEG5k-NH2(80μL，3mg)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈的磁力搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水透析2天。冻干后得到白色粉末(图33)。
实施例18：非常小规模的两亲性肽二嵌段共聚物脱氧核糖核酸-嵌段-聚(γ-苄基-L-谷氨酸)及其相应的纳米颗粒的同时合成
γ-苄基-L-谷氨酸N-羧基环内酸酐单体(BLG-NCA)是由ISOCHEM公司销售的商业化化学试剂。脱氧核糖核酸DNA(TTT)15(Mw＝4680g/mol)是由IDT科技公司销售的。其他试剂是由Sigma-Aldrich公司销售的。
在惰性气氛下，将γ-苄基-L-谷氨酸的NCA单体(5mg)置于艾本德管中，将该该管在冰浴中冷却至少10分钟。同时，制备含有DNA大分子引发剂(1mL，5mg)的0.05M的NaHCO3水性溶液并将其在冰浴中冷却至少10分钟。在将该水性溶液保持在冰浴中的同时，在剧烈的磁力搅拌下将其加入到NCA粉末中。得到由于单体在水性相中的不互溶性而产生的乳状分散体。将反应在搅拌下1)首先在冰水浴中保持约2小时，2)然后在环境温度下保持16小时。乳状分散体变为水性乳白色胶体溶液，将其转移到透析管(3.5kDa的透析膜)中，并用超纯水中透析2天。冻干后得到白色粉末(图34)。
下面的表1和表2给出了根据上述实施例通过ROPISA合成的共聚物及其纳米颗粒的分子和物理化学特性。
表1
*使用聚苯乙烯校准曲线在DMF(+LiBr)溶液中通过SEC测定数均分子量(Mn)和分散度
表2
Claims (11)
1.一种用于制备包含多肽单元的两亲性嵌段共聚物的纳米颗粒的水性溶液的“一锅”法，所述方法包括至少一个步骤(E1)，在不含有机溶剂的水性溶剂中，使以下项结合在一起：
至少一种亲水性聚合物(P1)，所述至少一种亲水性聚合物(P1)包含至少一个胺官能团，和
至少一种疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体具有以下式(I)：
其中R是可选的经保护的，天然或改性的疏水性α-氨基酸的侧链。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述聚合物(P1)选自由聚醚、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、多糖、多肽、聚类肽、DNA和蛋白质衍生物组成的组，尤其是包含至少一个胺官能团的类弹性蛋白多肽(ELP)，并且优选地选自具有至少一个胺官能团的聚(环氧乙烷)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述聚合物(P1)具有下式：
其中x为16至500。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述水性溶剂是水或缓冲液。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述水性溶剂还包括缓冲溶液，所述缓冲溶液包括浓度范围为0.01M至1M的无机盐，尤其选自由碳酸氢钠溶液和磷酸盐缓冲溶液组成的组。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述水性溶剂的pH为2至12。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，步骤(E1)的温度为-10℃至80℃，并且优选地为0℃至4℃。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在搅拌下，由疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体的分散体来进行步骤(E1)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，使步骤(E1)后获得的两亲性嵌段共聚物纳米颗粒的水性溶液随后与第二疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体接触，由此能够获得改性的两亲性嵌段共聚物的改性纳米颗粒的水性溶液，其中所述第二疏水性α-氨基酸N-羧基环内酸酐单体与步骤(E1)中的疏水性α-氨基酸N-羧酸内酸酐单体相同或不同。
11.一种包含根据权利要求1至10中任一项所述的方法获得的包含多肽单元的两亲性嵌段共聚物纳米颗粒的水性组合物，所述纳米颗粒具有核壳结构并且粒径为2nm至1μm，所述纳米颗粒的重量含量相对于所述水性组合物的重量为至少2重量％。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR1909678 | 2019-09-03 | ||
| FR1909678A FR3100248B1 (fr) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Procédé de préparation de polymères et copolymères contrôlés à base de peptides en solution aqueuse |
| PCT/EP2020/074533 WO2021043865A1 (fr) | 2019-09-03 | 2020-09-03 | Procédé de préparation de polymères et copolymères contrôlés à base de peptides en solution aqueuse |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114585664A true CN114585664A (zh) | 2022-06-03 |
Family
ID=68211100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080072425.7A Pending CN114585664A (zh) | 2019-09-03 | 2020-09-03 | 在水性溶液中制备受控肽基聚合物和共聚物的方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220325043A1 (zh) |
| EP (1) | EP4025630A1 (zh) |
| JP (1) | JP2022546561A (zh) |
| CN (1) | CN114585664A (zh) |
| CA (1) | CA3149990A1 (zh) |
| FR (1) | FR3100248B1 (zh) |
| IL (1) | IL290988A (zh) |
| WO (1) | WO2021043865A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117241831A (zh) * | 2021-05-07 | 2023-12-15 | 北京大学 | 水相引发氨基酸n-羧基环内酸酐聚合的方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000068252A1 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-16 | The Regents Of The University Of California | Methods and compositions for controlled polypeptide synthesis |
| US20040138095A1 (en) * | 2001-04-02 | 2004-07-15 | Gerard Soula | Colloidal suspension of nanoparticles based on an amphiphilic copolymer |
| CN102391446A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-03-28 | 同济大学 | 一种在纯水中制备生物相容高分子纳米囊泡的方法 |
| US20120088848A1 (en) * | 1998-03-19 | 2012-04-12 | Deming Timothy J | Methods and compositions for controlled polypeptide synthesis |
| US20120135070A1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-05-31 | Universiteit Leiden | Copolymers |
| CN103374128A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 两亲性三嵌段共聚物、聚合物纳米载体制剂及制备方法 |
| CN104927047A (zh) * | 2015-05-16 | 2015-09-23 | 淮阴师范学院 | 一种可控修饰的两亲性嵌段共聚肽、制备方法及其应用 |
| CN105968367A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-28 | 华东师范大学 | 一种两亲性聚肽共聚物、自组装体及制备方法和应用 |
-
2019
- 2019-09-03 FR FR1909678A patent/FR3100248B1/fr active Active
-
2020
- 2020-09-03 US US17/640,020 patent/US20220325043A1/en active Pending
- 2020-09-03 JP JP2022514230A patent/JP2022546561A/ja active Pending
- 2020-09-03 WO PCT/EP2020/074533 patent/WO2021043865A1/fr active Application Filing
- 2020-09-03 CA CA3149990A patent/CA3149990A1/fr active Pending
- 2020-09-03 CN CN202080072425.7A patent/CN114585664A/zh active Pending
- 2020-09-03 EP EP20764392.5A patent/EP4025630A1/fr active Pending
-
2022
- 2022-02-28 IL IL290988A patent/IL290988A/en unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120088848A1 (en) * | 1998-03-19 | 2012-04-12 | Deming Timothy J | Methods and compositions for controlled polypeptide synthesis |
| WO2000068252A1 (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-16 | The Regents Of The University Of California | Methods and compositions for controlled polypeptide synthesis |
| US20040138095A1 (en) * | 2001-04-02 | 2004-07-15 | Gerard Soula | Colloidal suspension of nanoparticles based on an amphiphilic copolymer |
| US20120135070A1 (en) * | 2009-04-28 | 2012-05-31 | Universiteit Leiden | Copolymers |
| CN102391446A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-03-28 | 同济大学 | 一种在纯水中制备生物相容高分子纳米囊泡的方法 |
| CN103374128A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 两亲性三嵌段共聚物、聚合物纳米载体制剂及制备方法 |
| CN104927047A (zh) * | 2015-05-16 | 2015-09-23 | 淮阴师范学院 | 一种可控修饰的两亲性嵌段共聚肽、制备方法及其应用 |
| CN105968367A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-28 | 华东师范大学 | 一种两亲性聚肽共聚物、自组装体及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| CAI CHUNHUA等: ""Synthesis and Self-Assembly Behavior of Amphiphilic Polypeptide-Based Brush-Coil Block Copolymers"", 《JOURNAL OF POLYMER SCIENCE: PART A: POLYMER CHEMISTRY》, vol. 47, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 5967 - 5978 * |
| KEISUKE KURITA等: ""Studies on Chitin 11. Graft Copolymerization of y-Methyl L-Glutamate NCA onto Water-Soluble Chitin"", 《POLYMER BULLETIN》, vol. 14, pages 511 - 514, XP055694801 * |
| KEISUKE KURITA等: ""Studies on Chitin. 13. New Polysaccharide/Polypeptide Hybrid Materials Based on Chitin and Poly(y-methyl L-glutamate)"", 《MACROMOLECULES》, vol. 21, no. 6, pages 1579 - 1583 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021043865A1 (fr) | 2021-03-11 |
| US20220325043A1 (en) | 2022-10-13 |
| FR3100248A1 (fr) | 2021-03-05 |
| JP2022546561A (ja) | 2022-11-04 |
| FR3100248B1 (fr) | 2022-01-07 |
| EP4025630A1 (fr) | 2022-07-13 |
| IL290988A (en) | 2022-05-01 |
| CA3149990A1 (fr) | 2021-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Grazon et al. | Aqueous ring‐opening polymerization‐induced self‐assembly (ROPISA) of N‐carboxyanhydrides | |
| Lee et al. | Amphiphilic amino acid copolymers as stabilizers for the preparation of nanocrystal dispersion | |
| Habraken et al. | Block Copolypeptides Prepared by N‐Carboxyanhydride Ring‐Opening Polymerization | |
| Yan et al. | A poly (l-lysine)-based hydrophilic star block co-polymer as a protein nanocarrier with facile encapsulation and pH-responsive release | |
| Bijlard et al. | Functional colloidal stabilization | |
| Sang et al. | Preparation of pH/redox dual responsive polymeric micelles with enhanced stability and drug controlled release | |
| Zabihi et al. | Intradermal drug delivery by nanogel-peptide conjugates; specific and efficient transport of temoporfin | |
| US9718921B2 (en) | Amphiphilic derivatives of thioether containing block copolypeptides | |
| Zhang et al. | Impact of electrolytes on double emulsion systems (W/O/W) stabilized by an amphiphilic block copolymer | |
| Fan et al. | Construction of a versatile and functional nanoparticle platform derived from a helical diblock copolypeptide-based biomimetic polymer | |
| Grieshaber et al. | Nanoparticle formation from hybrid, multiblock copolymers of poly (acrylic acid) and a VPGVG peptide | |
| Deming | Synthesis and self-assembly of well-defined block copolypeptides via controlled NCA polymerization | |
| Hsiao et al. | Cross-linked polypeptide-based gel particles by emulsion for efficient protein encapsulation | |
| CN114585664A (zh) | 在水性溶液中制备受控肽基聚合物和共聚物的方法 | |
| Hubina et al. | Self-assembled spin-labeled nanoparticles based on poly (amino acids) | |
| Iijima et al. | Synthesis of PEGylated poly (amino acid) pentablock copolymers and their self‐assembly | |
| Ulkoski et al. | Synthesis and structure formation of block copolymers of poly (ethylene glycol) with homopolymers and copolymers of l-glutamic acid γ-benzyl ester and l-leucine in water | |
| Hladysh et al. | Zwitterionic polyaspartamides based on L-lysine side-chain moieties: Synthesis, nonfouling properties and direct/indirect nanogel preparation | |
| Veleva-Kostadinova et al. | Nanoparticulate polyelectrolyte complexes of thermally sensitive poly (L-lysine)-based copolymers and DNA | |
| Sun et al. | Application of the biodegradable diblock copolymer poly (L‐lactide)‐block‐poly (L‐cysteine): Drug delivery and protein conjugation | |
| Gaitzsch et al. | Peptoidosomes as nanoparticles from amphiphilic block alpha-peptoids using solid-phase-synthesis | |
| WO2015191009A1 (en) | A copolymer and a micellar particle comprising the copolymer | |
| CN111465445B (zh) | 新型聚合物乳化剂及其用于使疏水或亲水活性化合物包封的应用 | |
| Wang et al. | Preparation and aggregation behavior of mannose-terminated poly (ethylene glycol)-b-poly (l-leucine) in water | |
| CN113264997B (zh) | 一种蛋白药物在常温、高温条件下保存的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |