CN116102736A - 一种发光酸敏感聚合物、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物医用高分子材料技术领域，公开了一种发光酸敏感聚合物、制备方法及应用；制备方法包括以下步骤：步骤1：将嵌段共聚物溶于有机溶剂中；步骤2：调碱，加入接枝物进行亲核加成反应；步骤3：充分反应后，抽滤或沉淀，干燥即可得到所需产物；其中：嵌段共聚物包括疏水段和亲水段，疏水段具有活性氨基；接枝物分子结构中含有醛基和共轭结构；步骤2中活性氨基和接枝物的摩尔比为：0.5～1:1～5。本发明聚合物结构相对稳定，对微弱的酸性pH条件敏感，具有双发光模式，可以实现高效精准的释药，以及多场景下诊疗一体化。

Description

一种发光酸敏感聚合物、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种发光酸敏感聚合物、制备方法及应用。
背景技术
当前高分子纳米药物在药物传递、基因转染和抗感染等领域应用广泛。然而，纳米药物的全身或局部给药仍存在一些缺陷，包括在正常器官的非特异性蓄积、药物过早释放和爆释。刺激敏感型纳米载药体系可针对上述载药体系的弊端，依据外界刺激疾病或的生理变化做出反应，使药物达到特异性递送和释放，最大限度地提高治疗效果，并将全身毒性降至最低，以及减少药物的突发或意外释放行为。pH敏感型药物基于生物体内正常组织和病灶区域有不同的pH值的特点，在药物递送中具有举足轻重的角色。据报道，腙键、缩醛键、酯键等传统pH敏感键，可以在生理条件下相对稳定，在酸性条件下发生断裂。但是在例如骨关节炎的关节腔内微弱的酸性（pH6.8）条件下难以实现特异性响应。此外，现有报道中，pH敏感键功能单一，很少具有特殊的荧光效应，并且现有的荧光基团发光模式单一，缺乏高级构象的介导，极大的限制了其在诊疗一体化中的应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题提供一种相对稳定且对pH超敏感，具有双发光模式的发光酸敏感聚合物、制备方法及应用。
本发明采用的技术方案是：
一种发光酸敏感聚合物，结构如下：
式中：R为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种；R1为-CH3及衍生物、苯基及衍生物中的一种；y为0、1、2或3；n+m=50～500；
聚合物具有pH超敏感性和双发光模式。
一种发光酸敏感聚合物，结构如下：
式中：R1为苯基及衍生物中的一种；y为0、1或2；n+m=60～300。
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将嵌段共聚物溶于有机溶剂中；
步骤2：调碱，加入接枝物进行亲核加成反应；
步骤3：充分反应后，抽滤，透析或沉淀，干燥即可得到所需产物；
其中：嵌段共聚物包括疏水段和亲水段，疏水段具有活性氨基；接枝物分子结构中含有醛基和共轭结构；
步骤2中活性氨基和接枝物的摩尔比为：0.5～1:1～5。
进一步的，所述疏水段为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种。
进一步的，所述亲水段为聚乙二醇、聚两性离子、聚磷酸酯、聚乙烯亚胺、聚氨基酸构成的嵌段。
进一步的，所述接枝物为肉桂醛、香兰素、原儿茶醛、刺激醛、藜芦醛、邻苯二甲醛、3,4-二羟基苯甲醛、对氟苯甲醛中的一种。
进一步的，所述有机溶剂为四氢呋喃、N、N-二甲基甲酰胺、氯代烃、无水乙醇中的一种。
一种发光酸敏感聚合物的应用，所述聚合物具有双发光模式、pH超敏感性；用于药物制备中。
进一步的，所述聚合物作为聚合物前药、药物载体。
进一步的，所述聚合物在抗癌、抗炎、抗菌、抗污、抗溃疡、抗病毒、诊疗一体化药物制备中的应用，可以直接作为抗癌、抗炎、抗菌、抗污、抗溃疡、抗病毒药物或者作为抗癌载体。
本发明的有益效果是：
（1）本发明具有亲水端和疏水端，可以在水溶液或正常生理环境下进行自组装形成纳米颗粒并稳定存在；在微弱的酸环境下时，弱键能发生断裂，药物得到释放；将高级结构介导的双发光模式与pH超敏感功能由同一结构实现，解决了药物在微弱的酸性环境下难以准确释药、难以实现诊疗一体化等问题；
（2）本发明聚合物具有两个不同的激发波长，具有双发光模式，以及两种不同的荧光效应；
（3）本发明中聚合物具有阳离子α螺旋构象，可以实现病灶区域的靶向以及快速入胞；
（4）本发明中聚合物可以利用自组装进行药物的包载，可以通过π-π堆叠实现对包载药物的稳定并具有高载药量，特异性响应的能力也更强，并且与前药本身结合，可以实现双药协同治疗。
附图说明
图1为本发明实施例1和对比例1得到的聚合物的红外谱图。
图2为本发明实施例1和对比例1中pH滴定图。
图3为本发明实施例1pH滴定后紫外光谱原位检测结果示意图，a为峰值变化结果示意图，b为峰值变化曲线图。
图4为本发明实施例1得到的聚合物在450 nm波长下的激发光谱图。
图5为本发明实施例1得到的聚合物的荧光发射谱图以及荧光强度变化，a为224nm波长激发下不同浓度聚合物的发射光谱图，b为两个激发下不同浓度聚合物荧光峰值变化图，c为365nm波长激发下不同浓度聚合物的发射光谱图。
图6为本发明实施例1得到的聚合物与癌细胞MCF-7共培养后的随聚合物浓度变化细胞存活率图。
图7为本发明实施例1得到的聚合物载药后与癌细胞MCF-7共培养后的细胞存活率随药物浓度的变化曲线图。
图8为本发明实施例1得到的聚合物包载疏水荧光物质IR780在不同时间点大鼠关节内结果示意图，a荧光成像强度曲线图，b为Zeta点位图，c为圆二谱图。
图9为本发明实施例1得到的聚合物包载疏水荧光物质FITC在不同时间点软骨细胞内荧光强度激光共聚焦图。
图10为本发明实施例1得到的聚合物的抗炎因子水平PCR定量图。
图11为本发明实施例1得到的聚合物对炎症因子在细胞内的抑制效果激光共聚焦图。
图12为本发明实施例1得到的聚合物在大鼠体内关节软骨降解情况的Micro-CT图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明针对现有技术的缺陷提供一种双发光特性的弱酸超敏感聚合物前药。所得的聚合物前药具有亲水端以及疏水端，可以在水溶液或正常生理环境下进行自组装形成纳米颗粒并稳定存在，当在微弱的酸性环境下时，弱键能发生断裂，药物得到释放，使药物达到高负载，长循环，特异性释药，良好的生物相容及降解性能，尤其是将双发光模式与pH超敏感功能由同一结构实现，解决了药物在微弱的酸性环境下难以准确释药、难以实现诊疗一体化等问题，同时通过观测纳米药物载体的荧光来判断药物在病灶区域的分布、靶向性、药物释放时机和含量，以及研究药物的治疗机制，这将极大拓宽纳米药物载体的应用场景。
一种发光酸敏感聚合物，结构如下：
式中：R为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种；R1为-CH3及衍生物、苯基及衍生物中的一种；y为0、1、2或3；n+m=50～500。
优选结构如下：
式中：R1为苯基及衍生物中的一种；y为0、1或2；n+m=60～300。
制备方法如下：
步骤1：将嵌段共聚物溶和分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，在氩气保护下通过有机溶剂溶解；嵌段共聚物包括疏水段和亲水段，疏水段具有活性氨基；疏水段为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种；亲水段为聚乙二醇、聚两性离子、聚磷酸酯、聚乙烯亚胺、聚氨基酸构成的嵌段。有机溶剂为四氢呋喃、N、N-二甲基甲酰胺、氯代烃、无水乙醇中的一种。
步骤2：加入三乙胺调碱，加入接枝物进行亲核加成反应；接枝物分子结构中含有醛基和共轭结构；接枝物为肉桂醛、香兰素、原儿茶醛、刺激醛、藜芦醛、邻苯二甲醛、3,4-二羟基苯甲醛、对氟苯甲醛中的一种。嵌段共聚物中侧链活性氨基与接枝物的摩尔比为0.5~1：1~5。
步骤3：充分反应后，抽滤，透析或沉淀、干燥即可得到所需产物；反应条件为30～60 ℃条件下避光1～7天。抽滤得滤液，用甲醛透析后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥得到最终产物。
实施例1
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚赖氨酸数均分子量为2560）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入0.92 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1，加入0.87 ml肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
其中对比例1为相同聚合度的聚乙二醇-聚赖氨酸（采用常规方法合成）。图1为实施例1和对比例1得到的聚合物的红外谱图。
其中实施例1中相对于对比例1在1680cm-1的位置出现新峰，归属为-C=N的伸缩振动峰，并与原本在对比例1中的存在的羰基的伸缩振动峰（1640cm-1）产生重叠，在此区域形成大的宽峰。从图中可以看出实施例1中聚合物制备成功。
为了进一步研究聚合物的pH超敏感性，以实施例1和对比例1进行了pH滴定实验及紫外光谱原位检测。pH滴定过程如下：在的实施例1胶束中加入氢氧化钠水溶液调碱，然后逐滴加入稀盐酸进行滴定实验；紫外光谱原位检测方法：在实施例1胶束缓冲溶液中逐滴加入稀盐酸，使pH按一定梯度下降，然后分别测定每个pH下的紫外吸收光谱。
图2为随着滴定HCl的加入量溶液中pH的变化值。从图中可以看出实施例1制备的聚合物相比对比例1所得共聚物具有更好的质子缓冲能力，其能够将对比例1所得共聚物的pH 6.5-7.0之间出现了很明显的缓冲平台，说明接枝肉桂醛后形成的亚胺键在此区域内发生降解消耗了氢离子。
图3为紫外光谱原位检测结果示意图。由图3中a可以看到，实施例1的特征吸收峰在275 nm。通过调节实施例1溶液的pH并测量其在不同pH下的紫外吸收峰，其在弱酸性环境下发生了显著的吸收峰位移，峰值从275 nm移动到了292 nm，说明该体系确实能在弱酸环境下快速水解，重新生成肉桂醛，通过计算275nm和292nm处紫外吸收峰值之比，由图3中b可以看到，紫外吸收峰的变化发生在7.0-6.5之间，即表明实施例1体系的水解发生在pH 7.0-6.5之间，数据表明本发明可以达到快速精准响应的效果。
将实施例1得到的聚合物分别配制为0.1 mg/ml、0.2 mg/ml、0.4 mg/ml、0.8 mg/ml的溶液，然后对其荧光性质进行表征；图4为上述溶液在450 nm波长下的激发光谱图，从图中可以看出聚合物有两个激发，一个是224 nm，另一个是365 nm，然后分别用224 nm和365 nm的波长激发。图5为上述溶液的荧光发射谱图以及发射峰强度变化图。从图中可以看出224 nm激发下的发射峰强度表现出荧光淬灭，而365 nm激发下的发射峰强度表现出荧光增强，所以聚合物在聚集状态下的独特的荧光效应是由两部分组成的，一部分来自于聚合物分子主链 ACQ效应（聚集诱导淬灭效应），另一部分来自于席夫碱共轭部分的AIE效应（聚集诱导发光效应）。所以聚合物由于主链的ACQ效应和侧链部分的AIE效应这种双发光模式，表现出独特的荧光效应，这种双发光模式可为聚合物提供更多的应用场景，可根据场景需要选择不同的发光模式，为生物体内的诊疗提供新手段。
对该聚合物进行抗癌效果研究，采用实施例1聚合物与MCF-7癌细胞共培养，另外将对比例1进行相同的操作作为对照组，通过MTT法测量最终剩余的细胞存活率，得到随聚合物浓度变化示意图如图6所示。从图中可以看出实施例得到的聚合物对癌细胞存活有明显的抑制，表面具有良好的抗癌效果。
进一步选取阿霉素DOX作为抗癌药物模型，包载进实施例1所描述的聚合物组装体里面，组成高级构象介导的超敏感及多模式荧光抗癌体系DOX@实施例1，将自由的阿霉素（DOX）作为对照组，与癌细胞MCF-7进行共培养48h，通过MTT法测量最终剩余的细胞存活率，并绘制细胞存活率随载药体系浓度的变化曲线，如图7所示。从图中可以看出，DOX@实施例1载药体系的肿瘤细胞的抑制效果要明显好与对照组自由DOX。显示出载药体系本身和DOX对癌症协同治疗的效果。
以大鼠关节炎模型为研究对象，将疏水近红外荧光物质IR780包载进纳米粒子实施例1中，命名为IR780@实施例1，并将未包载的IR780作为对照组，命名为IR780。研究纳米粒子的入胞效果以及体内滞留效果。在碘乙酸钠法（MIA）造模2周后，分别将等量的IR780@实施例1与IR780注射到大鼠关节内，并在0天，1天，3天，6天，10天这几个时间点观察大鼠关节内材料的滞留以及入胞情况。结果如图8所示，从图a中可以看出IR780@实施例1具有特异响应性，其在关节炎环境下特异性响应释放的前提下，从b的Zeta电位图可以看出实施例1具有正电荷。此外对实施例1进行改性使其带有负电荷命名为“负电荷@实施例1”作为对照。图c中的纵坐标表示的是左右圆偏振光的摩尔吸光系数之差，由于差值的绝对值很小，常用椭圆率来表示。图c的圆二光谱中可以得到，实施例1在195nm位置有一个正峰，而在208nm与222nm位置有两个负峰，为标准的α螺旋结构。因此说明实施例1还可以具有比较好的入胞能力以及滞留能力。相反地，未包载的IR780入胞效果低下，在关节腔中被极快清除，无法达到预期的治疗效果。
从图9可以看出实施例1得到的聚合物的入胞能力，图中细胞核是指采用4',6-二脒基-2-苯基吲哚与DNA强力结合的荧光染料对细胞核进行荧光染色标记。从图中可以看出，实施例1在细胞质内显示出强烈的绿色荧光，随着时间的进行，实施例1由于发生了酸降解，亚胺键断裂，荧光逐渐减弱，此实验表明由于实施例1具有阳离子α螺旋的高级结构，以及高级结构影响的超敏感以及荧光特性，表现出高效入胞，胞内特异性响应以及特异性释放。
通过聚合酶链式反应（PCR）实验探究聚合物载药体系的抗炎能力，将实施例1得到的聚合物与炎症因子进行培养测试其表达率。选取典型的炎症因子TNF-α、MMP-13、COL-2，结果如图10所示。从图中可以看出，实验组的炎症因子相对表达水平相对于对照组下降到20%以下，说明聚合物载药体系良好的治疗效果。为了说明本发明效果，采用正常组（正常软骨组织）、生理盐水组、自由药物组（自由肉桂醛加吲哚美辛小分子组）、治疗组（采用实施例1得到的聚合物）进行测试。
将聚合物与炎症因子培养，通过免疫荧光进行表达，如图11所示。从图中可以看出实施例1在细胞层面对炎症的治疗效果，体现在二型胶原（COL-2）高水平表达以及基质金属蛋白酶（MMP-13）表达的抑制。图中细胞骨架是指采用F-actin纤维状肌动蛋白抗体，对细胞骨架进行荧光染色标记。细胞核是指采用4',6-二脒基-2-苯基吲哚与DNA强力结合的荧光染料对细胞核进行荧光染色标记。
进一步研究实施例1得到的聚合物在体内的抗炎效果，SD大鼠MIA法造模2周后，在关节腔内注射共载体系，分别发展2周和4周后，处死大鼠，取膝关节，用Micro CT观察关节软骨降解情况，如图12所示。图中：采用正常组（正常软骨组织）、生理盐水组、自由药物组（自由肉桂醛加吲哚美辛小分子组）、治疗组（采用实施例1得到的聚合物）进行测试。
从图中可以看出，实验组的软骨基本和正常软骨的形状以及完整度保持一致，显示出很强的治疗效果，而盐水组以及自由药物组，关节软骨表现出明显的溃烂，并观察到明显的骨质增生以及软骨的降解。
实施例2
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚赖氨酸数均分子量为2560）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml无水乙醇搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入1.10 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为3：1，加入1.09 g原儿茶醛与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；原儿茶醛与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为3：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例3
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚赖氨酸数均分子量为2560）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml重蒸三氯甲烷搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入1 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1，加入1.3 g香兰素与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；香兰素与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为3：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例4
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚赖氨酸数均分子量为2000）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml无水乙醇搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入0.89 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1，加入1.06 g藜芦醛与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；藜芦醛与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例5
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚赖氨酸数均分子量为1920）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入0.75 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1，加入0.29 ml肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为1：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例6
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚赖氨酸（聚乙二醇数均分子量为3000，聚赖氨酸数均分子量为2000）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入1.11 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1，加入1.59 ml肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚乙二醇-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为3：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例7
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙二醇-聚精氨酸（聚乙二醇数均分子量为5000，聚精氨酸数均分子量为3100）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30 ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入0.86 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙二醇-聚精氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1，加入0.66 ml肉桂醛与聚乙二醇-聚精氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚乙二醇-聚精氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例8
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚氧化乙烯-聚赖氨酸（聚氧化乙烯数均分子量为3000，聚赖氨酸数均分子量为3800）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入1.23 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚氧化乙烯-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1，加入1.46 ml肉桂醛与聚氧化乙烯-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚氧化乙烯-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
实施例9
一种发光酸敏感聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将1 g聚乙烯亚胺-聚赖氨酸（聚乙烯亚胺数均分子量为3000，聚赖氨酸数均分子量为3000）与30粒4A分子筛加入带有搅拌器的反应瓶中，然后在氩气保护下加入30ml重蒸DMF搅拌并充分溶解，形成均一的聚合物溶液；
步骤2：加入1.06 ml三乙胺调碱，三乙胺与聚乙烯亚胺-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2：1，加入1.26 ml肉桂醛与聚乙烯亚胺-聚赖氨酸侧链活性氨基进行亲核加成反应；肉桂醛与聚乙烯亚胺-聚赖氨酸中侧链活性氨基的摩尔比为2.5：1。
步骤3：在温度为40 ℃的油浴中避光进行3天；反应结束后，抽滤得滤液，用3500Da透析袋对甲醇透析3天，后减压旋蒸除掉甲醇，真空干燥3天得到最终产物。
本发明得到的聚合物具有聚氨基酸及其衍生物高级结构介导的大共轭亚胺体系，在分子链内部形成诸多氢键，表现出两方面性质，即对于微酸环境表现超灵敏的性质，在中性和碱性条件下可以保持稳定，从而可以实现特异性响应。
本发明聚合物具有主链高级结构介导的特殊荧光效应。由于聚氨基酸及其衍生物等具有特殊的α螺旋等高级构象，接枝后赋予分子链特殊的荧光效应。相对于其他具有荧光效应的高分子体系，有两个不同的激发波长，具有双发光模式，以及两种不同的荧光效应。首先，聚合物侧链接枝大共轭亚胺之后，由于高级结构介导的分子侧链的聚集，侧链会发生聚集诱导发光效应（AIE效应）。而当在病灶弱酸环境中时，弱键的破坏导致接枝物从主链脱离，在药物得到释放的同时，此发明产物的AIE效应失效，从而可以实现诊疗一体化。其次，聚氨基酸及其衍生物由于高级构象的介导，聚合物分子链本身还具有聚集诱导淬灭效应（ACQ效应）。本发明聚合物集AIE和ACQ两种模式于一体的独特发光模式以期被得到更深层次的应用。
本发明聚合物可以直接作为聚合物前药使用，同时还可以接枝小分子药物，具有抗炎抗氧化抗菌抗癌抗污等能力，在酸性环境中，特异性降解，释放下分子药物，可以在不同的疾病场景下实现有效治疗。还可以利用自组装进行药物的包载，并且可以设计通过π-π堆叠实现对包载药物的稳定并具有高载药量，特异性响应的能力也更强，并且与前药本身结合，可以实现双药协同治疗。具有的阳离子α螺旋构象，可以实现病灶区域的靶向以及快速入胞。
本发明聚合物将高级构象介导的pH超敏感、双荧光效应、聚合物前药的接枝、自由药物高效包载、双药协同治疗、诊疗一体化集中在同一体系中，实现体系的多功能化。同时制备过程简单，反应速率较快，后处理简单，易于推广。

Claims (10)

1.一种发光酸敏感聚合物，其特征在于，结构如下：
式中：R为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种；R1为-CH3及衍生物、苯基及衍生物中的一种；y为0、1、2或3；n+m=50～500。
2.根据权利要求1所述的一种发光酸敏感聚合物，其特征在于，结构如下：
式中：R1为苯基及衍生物中的一种；y为0、1或2；n+m=60～300。
3.一种如权利要求1所述发光酸敏感聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将嵌段共聚物溶于有机溶剂中；
步骤2：调碱，加入接枝物进行亲核加成反应；
步骤3：充分反应后，抽滤，透析或沉淀、干燥即可得到所需产物；
其中：嵌段共聚物包括疏水段和亲水段，疏水段具有活性氨基；接枝物分子结构中含有醛基和共轭结构；
步骤2中活性氨基和接枝物的摩尔比为：0.5～1:1～5。
4.根据权利要求3所述的一种发光酸敏感聚合物的制备方法，其特征在于，所述疏水段为聚氨基酸结构单元及衍生物、聚肽结构单元及衍生物、聚类肽结构单元及衍生物中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种发光酸敏感聚合物的制备方法，其特征在于，所述亲水段为聚乙二醇、聚两性离子、聚磷酸酯、聚乙烯亚胺、聚氨基酸构成的嵌段。
6.根据权利要求3所述的一种发光酸敏感聚合物的制备方法，其特征在于，所述接枝物为肉桂醛、香兰素、原儿茶醛、刺激醛、藜芦醛、邻苯二甲醛、3,4-二羟基苯甲醛、对氟苯甲醛中的一种。
7.根据权利要求3所述的一种发光酸敏感聚合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、N、N-二甲基甲酰胺、氯代烃、无水乙醇中的一种。
8.一种如权利要求1所述发光酸敏感聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物具有双发光模式、pH超敏感性；用于药物制备中。
9.根据权利要求8所述的发光酸敏感聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物作为聚合物前药、药物载体。
10.根据权利要求8所述的发光酸敏感聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物在抗癌、抗炎、抗菌、抗污、抗溃疡、抗病毒、诊疗一体化药物制备中的应用。
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