CN115505060A - 含铜聚合物纳米粒子及其制备方法和作为抗癌药物的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含铜聚合物纳米粒子及其制备方法和作为抗癌药物的应用。本发明通过原子转移自由基聚合实施聚合诱导自组装制备含铜聚合物纳米粒子，疏水性铜配合物作为聚合催化剂，为[Cu(BPMA‑R)X2]、[Cu(BPMOA‑R)X2]或[Cu(PMDMP‑R)X2]。本发明实现了纳米药物的一步原位制备，无需分离，在高固含量条件下，简化纳米药物的制备步骤，提高纳米药物的制备效率，同时保持纳米药物组成、尺寸及形貌的精密控制，有利于纳米药物的规模化批次生产，实现临床应用转化。

Description

含铜聚合物纳米粒子及其制备方法和作为抗癌药物的应用
技术领域
本发明涉及原子转移自由基聚合与纳米药物技术领域，具体涉及一种含铜聚合物纳米粒子及其制备方法和作为抗癌药物的应用。
背景技术
化疗是癌症治疗的主要手段之一，但是传统的化疗药物缺乏选择性，杀死癌细胞的同时，对正常细胞也具有很大的毒性，显示出强烈的毒副作用。纳米药物可以通过增强渗透滞留(EPR)效应选择性地富集于肿瘤部位，具有很好的靶向性，是化疗药物发展的主要方向之一。
一般纳米药物的制备过程包括载体的合成、抗癌药物与载体的结合、纳米颗粒的制备三个步骤，每一步都需要对产物进行分离和提纯。在实验室毫克级别的制备过程中，比较容易精确调控每个步骤，实现复杂结构和功能的纳米药物的精密制备。然而纳米药物在向临床应用的转化过程中，还必须能够建立满足生产质量管理规范(GMP)的生产过程、具有实现规模化批次生产的能力，而多步冗繁的制备步骤对纳米药物组成及尺寸的精密控制提出了严峻的挑战，成为纳米药物临床转换的主要障碍之一。
聚合诱导自组装(PISA)是一种高效制备具有精密结构和性能纳米颗粒的方法，相较于传统的溶剂交换自组装法，不仅可以大大提高固含量，而且可以更好地控制纳米颗粒的形貌及组成。在PISA的过程中引入抗癌物种，直接得到纳米药物，能够最大程度减少纳米药物的制备步骤。原子转移自由基聚合(ATRP)是实现PISA的主要可控聚合方法之一，而传统的ATRP主要使用有毒性的铜配合物作为催化剂，需要严格除去铜配合物催化剂才能将聚合物应用于生物医用领域。近年来，研究表明一些铜配合物能够通过靶向DNA，抑制拓扑异构酶和抑制蛋白酶体等途径，对多种肿瘤细胞产生细胞毒性，因此具有开发成为新型抗癌药物的潜力。但是目前为止，尚未有采用具有抗癌活性的铜配合物催化ATRP PISA制备纳米药物的报道。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种基于具有抗癌活性的疏水性铜配合物的原子转移自由基聚合制备可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子的方法，运用ATRP PISA技术，一步制备得到纳米粒子，即抗癌纳米药物，实现纳米药物的原位制备，大幅提高纳米药物制备效率。
一种基于具有抗癌活性的疏水性铜配合物的原子转移自由基聚合制备可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子的方法，通过原子转移自由基聚合实施聚合诱导自组装制备含铜聚合物纳米粒子，所述疏水性铜配合物作为聚合催化剂，为[Cu(BPMA-R)X2]、[Cu(BPMOA-R)X2]或[Cu(PMDMP-R)X2]，分别具有如下式(I)、(II)或(III)所示结构：
Figure BDA0003854285440000021
式(I)中，R选自碳原子数为8～18的直链烷基，X选自氯或溴；
式(II)中，R选自碳原子数为8～18的直链烷基，X选自氯或溴；
式(III)中，R选自碳原子数为1～22的饱和烷基，X选自氯或溴；
所述方法具体包括：将含有所述疏水性铜配合物的混合溶液和大分子引发剂/乳化剂水溶液混合振荡乳化，再于冰水浴条件下进行超声细乳化，所得细乳液冷冻-抽气-升温循环多次，去除氧气，然后在无氧条件、惰性气氛中加入还原剂进行反应，反应后的细乳液即为所述可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子。
[Cu(BPMA-R)X2]、[Cu(BPMOA-R)X2]与[Cu(PMDMP-R)X2]由于其配体与适度疏水性的共同作用，为具有中高度抗癌活性的铜配合物，且作为疏水性高活性原子转移自由基聚合催化剂，非常适用于细乳液ATRP PISA体系，用以制备聚合物纳米粒子的过程中，疏水的铜配合物会自发进入疏水核中，从而一步得到包载抗癌铜配合物的纳米药物。
所述疏水性铜配合物[Cu(BPMA-R)X2]的合成方法包括步骤：
1)BPMA-R的制备：将2-氯甲基吡啶盐酸盐、胺类衍生物、十六烷基三丁基溴化膦与四氢呋喃混合，向其中加入氢氧化钠水溶液，在搅拌回流条件下进行反应，再经过分液、洗涤、干燥、过滤和真空脱除溶剂，得到BPMA-R；
2)[Cu(BPMA-R)X2]的制备：将卤化铜、二吡啶胺衍生物BPMA-R在四氢呋喃中混合反应，反应结束后旋蒸浓缩，加入乙醚后固液分离，所得固体经洗涤、真空干燥，得到[Cu(BPMA-R)X2]。
所述疏水性铜配合物[Cu(BPMOA-R)X2]的合成方法包括以下步骤：
1)BPMOA-R的制备：将2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶盐酸盐、胺类衍生物、十六烷基三丁基溴化膦与四氢呋喃混合，向其中加入氢氧化钠水溶液，在搅拌回流条件下进行反应，再经过分液、洗涤、干燥、过滤和真空脱除溶剂，得到BPMOA-R；
2)[Cu(BPMOA-R)X2]的制备：将卤化铜、二吡啶胺衍生物BPMOA-R在四氢呋喃中混合反应，反应结束后旋蒸浓缩，加入乙醚后固液分离，所得固体经洗涤、真空干燥，得到[Cu(BPMOA-R)X2]。
所述疏水性铜配合物[Cu(PMDMP-R)X2]的合成方法包括以下步骤：
1)PMDMP-R的制备：将2-氯甲基-4-甲氧基-3，5-二甲基吡啶盐酸盐和3，5-二烷基吡唑加入到甲苯中，加入NaOH水溶液和正四丁基氢氧化铵，搅拌回流4h。有机相与水相分离，用水洗涤，无水Mg2SO4干燥，过滤。在真空下脱除溶剂，得到PMDMPP；
2)[Cu(PMDMP-R)X2]的制备：将卤化铜和PMDMP-R加入到甲醇溶液中，搅拌回流1h，旋蒸浓缩，加入乙醚沉淀，过滤，洗涤，真空干燥，得到[Cu(PMDMP-R)X2]。
上述疏水性铜配合物的合成方法中，所述卤化铜为氯化铜或溴化铜。
所述混合溶液中还含有单体和助稳定剂。
所述单体和所述疏水性铜配合物的摩尔比优选为50～1000:1。
所述助稳定剂和所述单体的质量比优选为1～10:100。
所述单体具有如下式(IV)所示结构：
Figure BDA0003854285440000041
式(IV)中，R1选自氢或甲基，R2选自碳原子数为1～4的饱和烷基；
所述助稳定剂优选为正十六烷。
所述大分子引发剂/乳化剂水溶液中的大分子引发剂/乳化剂与所述疏水性铜配合物的摩尔比优选为1:0.1～10；
所述大分子引发剂/乳化剂的合成方法包括：聚乙二醇单甲醚溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，再缓慢加入酰卤，使反应体系密闭，冰水浴下搅拌反应，反应完毕后加入饱和NaHCO3溶液，萃取分液后收集二氯甲烷相，除水后旋蒸浓缩，使用冰乙醚沉淀，抽滤沉淀，真空干燥，得到所述大分子引发剂/乳化剂。
所述聚乙二醇单甲醚、所述三乙胺和所述酰卤的摩尔比优选为1:3:2。
所述聚乙二醇单甲醚的分子量范围优选为1000～40000；
所述酰卤优选为2-氯异丁酰氯或2-溴异丁酰溴。
所述振荡乳化的时间优选为1～20min。
所述超声细乳化的时间优选为1～20min。
所述还原剂优选为抗坏血酸。
所述还原剂与所述疏水性铜配合物的当量比优选为0.1～10:1。
加入还原剂后，所述反应的温度优选为30～90℃，时间优选为1～24h。
本发明还提供了所述的基于具有抗癌活性的疏水性铜配合物的原子转移自由基聚合制备可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子的方法在制备抗癌纳米药物中的应用。
本发明还提供了所述的方法制备得到的含铜聚合物纳米粒子。
本发明还提供了所述的含铜聚合物纳米粒子在制备和/或直接作为抗癌纳米药物中的应用。
上述应用中，所述抗癌纳米药物优选为抗宫颈癌纳米药物、抗前列腺癌纳米药物、抗肺癌纳米药物、抗乳腺癌纳米药物、抗肝癌纳米药物。
本发明与现有技术相比，有益效果有：
本发明基于兼具抗癌和催化活性的疏水性铜配合物，首次将ATRP与PISA技术应用于纳米药物领域，实现了纳米药物的一步原位制备，无需分离，在高固含量条件下，简化纳米药物的制备步骤，提高纳米药物的制备效率，同时保持纳米药物组成、尺寸及形貌的精密控制，有利于纳米药物的规模化批次生产，实现临床应用转化。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(BPMA-n-C18H37)Cl2]的合成
(1)配体BPMA-n-C18H37的合成：
将9.82g 2-氯甲基吡啶盐酸盐，8.09g正十八胺和0.762g十六烷基三丁基溴化膦加入到250ml圆底烧瓶中，再加入105ml四氢呋喃溶解。随后加入60ml 5mol/L的氢氧化钠水溶液，在60℃下搅拌反应5天。反应结束后，将溶液转移至分液漏斗中，分离并保留有机相，加入30ml饱和氯化钠溶液，进行洗涤，重复该过程四次。向有机相中加入干燥剂无水MgSO4干燥后进行过滤。将滤液进行旋蒸，除去大部分溶剂，再置于真空干燥箱中干燥至恒重，得到黄色油状物质，即为目标产物配体BPMA-n-C18H37。
(2)铜配合物[Cu(BPMA-n-C18H37)Cl2]的合成：
将0.135g氯化铜和0.452g BPMA-n-C18H37加入到25ml圆底烧瓶中，再加入9.9ml四氢呋喃，得到绿色溶液。对该溶液进行旋蒸，除去大部分溶剂，加入乙醚后得到绿色沉淀。对其进行过滤，并用10ml乙醚洗涤四次。将所得固体置于真空干燥箱中干燥至恒重，得到绿色粉末，即为目标产物铜配合物[Cu(BPMA-n-C18H37)Cl2]。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,61.47％；H,8.43％；N,7.17％。实测值：C,61.87％；H,8.89％；N,6.92％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例2
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(BPMA-n-C18H37)Br2]的合成
合成工艺同实施例1，区别仅在于将氯化铜替换为溴化铜。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,53.37％；H,7.32％；N,6.22％。实测值：C,54.27％；H,7.61％；N,6.10％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例3
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(BPMOA-n-C18H37)Cl2]的合成
合成工艺同实施例1，区别仅在于将2-氯甲基吡啶盐酸盐替换为2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶盐酸盐。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,61.56％；H,8.75％；N,5.98％。实测值：C,60.98％；H,8.63％；N,6.24％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例4
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(BPMOA-n-C18H37)Br2]的合成
合成工艺同实施例3，区别仅在于将氯化铜替换为溴化铜。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,54.65％；H,7.77％；N,5.31％。实测值：C,53.91％；H,7.59％；N,5.12％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例5
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(PMDMP-i-C3H7)Cl2]的合成
(1)配体PMDMP-i-C3H7的合成：
称取5.83g的2-氯甲基-4-甲氧基-3，5-二甲基吡啶盐酸盐，4.00g的3，5-二异丙基吡唑，加入到100ml甲苯中，加入25ml NaOH水溶液(40％)和20滴正四丁基氢氧化铵(40％水中)，搅拌回流4h。有机相与水相分离，用20ml水洗涤2次，无水Mg2SO4干燥，过滤。在真空下脱除溶剂，得到黄色油PMDMP-i-C3H7。
(2)铜配合物[Cu(PMDMP-i-C3H7)Cl2]的合成：
将氯化铜(CuCl2·2H2O)和PMDMP-i-C3H7加入到甲醇溶液中，搅拌回流1h，旋蒸浓缩，加入乙醚沉淀，过滤，洗涤，真空干燥，得到[Cu(PMDMP-i-C3H7)Cl2]
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,49.60％；H,6.24％；N,9.64％。实测值：C,48.27％；H,6.52％；N,9.85％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例6
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(PMDMP-i-C3H7)Br2]的合成合成工艺同实施例5，区别仅在于将氯化铜替换为溴化铜。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,41.20％；H,5.19％；N,8.01％。实测值：C,40.89％；H,4.81％；N,8.12％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例7
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(PMDMP-t-C4H9)Cl2]的合成
合成工艺同实施例5，区别仅在于将3,5-二异丙基吡唑替换为3,5-二叔丁基吡唑。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,51.78％；H,6.74％；N,9.06％。实测值：C,52.15％；H,6.92％；N,9.35％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例8
具有抗癌活性的疏水性铜配合物[Cu(PMDMP-t-C4H9)Br2]的合成合成工艺同实施例7，区别仅在于将氯化铜替换为溴化铜。
对合成得到的配合物进行元素分析，理论值：C,43.45％；H,5.65％；N,7.60％。实测值：C,42.67％；H,5.89％；N,8.01％。配合物的元素分析实测值与理论值基本一致，可以说明成功的合成了配合物。
实施例9
大分子引发剂/乳化剂2-氯异丁酸甲氧基聚乙二醇酯的合成
将15g聚乙二醇单甲醚(分子量5000)加入到250ml圆底烧瓶中，用约160ml二氯甲烷溶解，加入三乙胺1.25ml，再缓慢加入2-氯异丁酰氯0.72ml，使反应体系密闭，冰水浴下搅拌反应15h。反应结束后，将溶液转移至分液漏斗中，加入160ml饱和NaHCO3溶液，进行萃取，重复三次。将收集到的二氯甲烷萃取液用干燥剂MgSO4干燥后进行过滤。最后将滤液进行旋蒸浓缩，并在冰乙醚中沉淀(冰乙醚体积为浓缩液的10倍)。沉淀抽滤后置于真空干燥箱中干燥至衡重，研磨粉碎后得到白色固体粉末产物。
实施例10
将0.4g大分子引发剂(乳化剂)2-氯异丁酸甲氧基聚乙二醇酯加入到一50ml离心管中，用10ml水振荡溶解。将1.15ml甲基丙烯酸甲酯，0.047g铜配合物[Cu(BPMA-n-C18H37)Cl2]，0.1ml正十六烷加入到另一50ml离心管中，振荡溶解0.5h。将两离心管混合，振荡乳化5min。将该混合物在冰水浴条件下进行超声细乳化(占空比为50％，振幅设置为20％，持续15min)。将所得细乳液转移到反应茄瓶中，冷冻-抽气-升温循环三次，去除氧气。在无氧条件下，惰性气氛中，用注射器向反应茄瓶中注入0.2mL含0.014g抗坏血酸的抗坏血酸脱氧水溶液。反应混合物在70℃下搅拌反应12小时。反应结束后，将反应茄瓶中的细乳液转移至离心管，即为目标产物纳米药物。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为96.7％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为1.76×104，分子量分布为1.11；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为72.50nm，粒径分布PDI为0.066；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率90.6％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例11
合成工艺同实施例10，区别仅在于将铜配合物替换为[Cu(BPMA-n-C18H37)Br2]。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为98.1％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为1.78×104，分子量分布为1.10；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为73.57nm，粒径分布PDI为0.070；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率91.5％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例12
合成工艺同实施例10，区别在于(1)将单体替换为甲基丙烯酸正丁酯。(2)将铜配合物替换为[Cu(BPMOA-n-C18H37)Cl2](3)将单体、铜配合物、大分子引发剂(乳化剂)之间的摩尔比调整为270:1:1
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为97.2％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.30×104，分子量分布为1.09；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为121.36nm，粒径分布PDI为0.088；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率92.4％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例13
合成工艺同实施例12，区别仅在于将铜配合物替换为[Cu(BPMOA-n-C18H37)Br2]。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为98.7％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.26×104，分子量分布为1.11；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为123.56nm，粒径分布PDI为0.090；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率93.1％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例14
合成工艺同实施例10，区别在于(1)将单体替换为丙烯酸甲酯。(2)将铜配合物替换为[Cu(PMDMP-i-C3H7)Cl2](3)将单体、铜配合物、大分子引发剂(乳化剂)之间的摩尔比调整为400:1:1。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为95.8％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.02×104，分子量分布为1.13；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为160.21nm，粒径分布PDI为0.093；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率91.5％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例15
合成工艺同实施例14，区别仅在于将铜配合物替换为[Cu(PMDMP-i-C3H7)Br2]。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为95.9％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.13×104，分子量分布为1.15；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为170.29nm，粒径分布PDI为0.102；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率90.3％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例16
合成工艺同实施例14，区别仅在于将铜配合物替换为[Cu(PMDMP-t-C4H9)Cl2]。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为97.2％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.00×104，分子量分布为1.09；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为155.71nm，粒径分布PDI为0.091；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率93.4％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例17
合成工艺同实施例16，区别仅在于将铜配合物替换为[Cu(PMDMP-t-C4H9)Br2]。
通过重量法测得目标产物纳米药物单体转化率为98.2％；通过凝胶渗透色谱测得目标产物数均分子量为4.02×104，分子量分布为1.10；通过动态光散射测得目标产物平均粒径为159.28nm，粒径分布PDI为0.096；通过电感耦合等离子体质谱测得药物负载率93.1％。在室温环境下静置60天，以上数据没有明显变化。
实施例18
实施例10～17纳米药物，对应铜配合物与顺铂的体外细胞实验，评价纳米药物对体外肿瘤细胞的细胞毒性
采用标准CCK-8法评价实施例10～17纳米药物，对应铜配合物与顺铂对体外宫颈癌HeLa细胞、前列腺癌PC-3细胞、肺癌A549细胞、乳腺癌MDA-MB-231细胞和肝癌HuH-7细胞的细胞毒性，即IC50值，对于任一药物，具体操作如下：
取对数生长期的肿瘤细胞培养于96孔板中，细胞密度为1.6×104个/孔，每孔200μL培养基(含有10％热灭活胎牛血清和1％青-链霉素溶液)。细胞置于5％CO2浓度和95％湿度的37℃恒温培养箱中培养24小时。24小时后，在各孔中加入一系列不同浓度药物的DMSO溶液，使配合物最终浓度分别为0.049μM，0.098μM，0.195μM，0.391μM，0.781μM，1.56μM，3.13μM，6.25μM，12.5μM，25μM，50μM，以未加药物的DMSO溶液作为对照。药物溶液加入完毕后继续置于5％CO2浓度和95％湿度的37℃恒温培养箱中培养48小时。48小时后，移除各孔中的培养基，向各孔中加入100μL含10％CCK-8的培养基，再放入恒温培养箱中继续培养3小时。用酶联免疫检测仪测试每孔在测定波长450nm处的吸光度值。吸光度与活细胞数量呈正相关，根据每孔的吸光度值可得到各配合物浓度下的细胞相对于对照组的细胞存活率，同时得到细胞存活率为50％时的配合物浓度即半数抑制浓度IC50。IC50的值可以反映药物对癌细胞的细胞毒性，IC50越小，药物的细胞毒性越强。
实施例10～17的纳米药物，对应铜配合物与顺铂对体外宫颈癌HeLa细胞、前列腺癌PC-3细胞、肺癌A549细胞、乳腺癌MDA-MB-231细胞和肝癌HuH-7细胞的细胞毒性如表1所示。
表1
Figure BDA0003854285440000121
可见，实施例10～17所合成的纳米药物对宫颈癌HeLa细胞、前列腺癌PC-3细胞、肺癌A549细胞、乳腺癌MDA-MB-231细胞和肝癌HuH-7细胞均具有良好的抗肿瘤能力，在优于顺铂的同时，仅略微弱于对应药物本体铜配合物，说明通过ATRP PISA合成聚合物纳米载体对药物本体进行包载，提高药物靶向能力的同时，不影响药物本体的抗肿瘤能力。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于具有抗癌活性的疏水性铜配合物的原子转移自由基聚合制备可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子的方法，其特征在于，通过原子转移自由基聚合实施聚合诱导自组装制备含铜聚合物纳米粒子，所述疏水性铜配合物作为聚合催化剂，为[Cu(BPMA-R)X2]、[Cu(BPMOA-R)X2]或[Cu(PMDMP-R)X2]，分别具有如下式(I)、(II)或(III)所示结构：
Figure FDA0003854285430000011
式(I)中，R选自碳原子数为8～18的直链烷基，X选自氯或溴；
式(II)中，R选自碳原子数为8～18的直链烷基，X选自氯或溴；
式(III)中，R选自碳原子数为1～22的饱和烷基，X选自氯或溴；
所述方法具体包括：将含有所述疏水性铜配合物的混合溶液和大分子引发剂/乳化剂水溶液混合振荡乳化，再于冰水浴条件下进行超声细乳化，所得细乳液冷冻-抽气-升温循环多次，去除氧气，然后在无氧条件、惰性气氛中加入还原剂进行反应，反应后的细乳液即为所述可用于制备和/或直接作为抗癌纳米药物的含铜聚合物纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合溶液中还含有单体和助稳定剂；
所述单体和所述疏水性铜配合物的摩尔比为50～1000:1；
所述助稳定剂和所述单体的质量比为1～10:100；
所述单体具有如下式(IV)所示结构：
Figure FDA0003854285430000021
式(IV)中，R1选自氢或甲基，R2选自碳原子数为1～4的饱和烷基；
所述助稳定剂为正十六烷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大分子引发剂/乳化剂水溶液中的大分子引发剂/乳化剂与所述疏水性铜配合物的摩尔比为1:0.1～10；
所述大分子引发剂/乳化剂的合成方法包括：聚乙二醇单甲醚溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，再缓慢加入酰卤，使反应体系密闭，冰水浴下搅拌反应，反应完毕后加入饱和NaHCO3溶液，萃取分液后收集二氯甲烷相，除水后旋蒸浓缩，使用冰乙醚沉淀，抽滤沉淀，真空干燥，得到所述大分子引发剂/乳化剂；
所述聚乙二醇单甲醚、所述三乙胺和所述酰卤的摩尔比为1:3:2；
所述聚乙二醇单甲醚的分子量范围为1000～40000；
所述酰卤为2-氯异丁酰氯或2-溴异丁酰溴。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振荡乳化的时间为1～20min，所述超声细乳化的时间为1～20min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂为抗坏血酸；
所述还原剂与所述疏水性铜配合物的当量比为0.1～10:1。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为30～90℃，时间为1～24h。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法在制备抗癌纳米药物中的应用。
8.根据权利要求1～6任一项所述的方法制备得到的含铜聚合物纳米粒子。
9.根据权利要求8所述的含铜聚合物纳米粒子在制备和/或直接作为抗癌纳米药物中的应用。
10.根据权利要求7或9所述的应用，其特征在于，所述抗癌纳米药物为抗宫颈癌纳米药物、抗前列腺癌纳米药物、抗肺癌纳米药物、抗乳腺癌纳米药物、抗肝癌纳米药物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116023577A (zh) * 2023-01-11 2023-04-28 浙江大学 一种双亲性的含铜聚合物纳米粒子及其制备与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107007549A (zh) * 2015-11-25 2017-08-04 株式会社Lg化学 两亲性聚合物
CN113943313A (zh) * 2021-11-24 2022-01-18 浙江大学 具有抗癌活性的二吡啶胺铜配合物及其合成方法与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107007549A (zh) * 2015-11-25 2017-08-04 株式会社Lg化学 两亲性聚合物
CN113943313A (zh) * 2021-11-24 2022-01-18 浙江大学 具有抗癌活性的二吡啶胺铜配合物及其合成方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAVERIO TARDITO ET AL.,: "Copper Binding Agents Acting as Copper Ionophores Lead to Caspase Inhibition and Paraptotic Cell Death in Human Cancer Cells", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》, vol. 133, pages 6235 - 6242, XP055981070, DOI: 10.1021/ja109413c *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116023577A (zh) * 2023-01-11 2023-04-28 浙江大学 一种双亲性的含铜聚合物纳米粒子及其制备与应用
CN116023577B (zh) * 2023-01-11 2023-10-03 浙江大学 一种双亲性的含铜聚合物纳米粒子及其制备与应用

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