本發(fā)明屬于藥物化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥的制備方法及其在藥物治療癌癥領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

葡聚糖（dextran，又稱右旋糖酐，一種多糖，分子式（c6h10o5）n，cas號：9004-54-0），葡聚糖在輸血過程中可代替一部分全血，作為血漿體積的擴充劑（稱為代血漿）。商品血漿代用品是部分水解后的葡聚糖溶于生理鹽水，因而葡聚糖具有良好的生物相容性，對人體無害，可生物降解，是抗癌藥物的良好載體材料。喜樹堿（camptothecin,cpt，化學(xué)結(jié)構(gòu)式：c20h16n2o4，cas號：7689-03-4，相對分子量：348.43）是一種從中國中南、西南分布的喜樹中提取得到的植物抗癌藥。對腸胃道和頭頸部癌等有較好的療效。喜樹堿屬于細(xì)胞毒性喹啉類生物堿，能抑制dna拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoi)。

由于喜樹堿藥物分子尺寸較小且水中溶解度極低，因此在藥物遞送過程中面臨非特異選擇性、藥物利用率較低、腎清除率較高以及毒副作用較強等問題亟待解決，因此提高其水溶性和保護其生物活性具有重要的科學(xué)意義。單分子前藥遞送系統(tǒng)可有效結(jié)合單分子藥物與納米系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點，通過引入雙硫鍵，可選擇性的將藥物遞送至腫瘤部位，在降低毒副作用的同時發(fā)揮藥效。相比于傳統(tǒng)單分子前藥，基于葡聚糖所合成的蠕蟲狀前體藥物，藥物上載率較高（高于23wt%）并且蠕蟲狀結(jié)構(gòu)有助于藥物粒子順利快速進(jìn)入細(xì)胞，增強細(xì)胞內(nèi)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是針對現(xiàn)有單分子抗腫瘤藥物選擇性差，不可控釋放，藥物上載率低等缺陷，提供一種還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥的制備方法及其在藥物治療癌癥領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下

一種還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥的制備方法包括以下步驟：

（1）制備還原性響應(yīng)的cpt前驅(qū)體cpt-ss，包括以下步驟：在氬氣(ar,2-10pa)氛圍條件下，①將2-羥乙基二硫化物（bhd）、甲基丙烯酰氯、四氫呋喃（thf）和三乙胺(tea)混合攪拌反應(yīng)24-72h，柱提純得到mabhd；②將cpt、三光氣（btc）和4-二甲氨基吡啶（dmap）的混合物分散到二氯甲烷（dcm）中，反應(yīng)0.5-1h，再滴加入mabhd攪拌反應(yīng)24-72h，提純得到前驅(qū)體cpt-ss；

（2）制備藥物引發(fā)劑dex-br，包括以下步驟：在氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將葡聚糖（dex）溶于離子液體（1-allyl-3-methylimidazoliumchloride），固體完全溶解后，冷卻至0℃，向體系加入n-甲基吡咯烷酮（nmp）與n,n-二甲基甲酰胺（dmf）混合溶液，隨后向反應(yīng)體系加入2-溴異丁酰溴（bibb），保持冰浴0.5-1h，然后升至室溫并避光反應(yīng)24-72h，接著在去離子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，再重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色中間產(chǎn)物，在真空25-30℃烘干，接著將所得淡黃中間產(chǎn)物溶于nmp中，冷卻至0℃，隨后向反應(yīng)體系加入bibb，保持冰浴0.5-1h，然后升至室溫并避光反應(yīng)24-72h，在去離子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，在真空25-30℃烘干，得到產(chǎn)物dex-br；

（3）前藥中間體dex-cpt-ss的制備，包括以下步驟：在氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將步驟（2）得到的dex-br和步驟（1）得到的cpt-ss溶于dmf與二甲基亞砜（dmso）的混合溶液，隨后向體系加入溴化亞銅（cubr），進(jìn)行冷凍-抽氣-解凍3次，加入配體三-（2-甲氨基乙基）胺（me6tren），之后再重復(fù)冷凍-抽氣-解凍1次，在25℃避光反應(yīng)24-72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于二氯甲烷（dcm）中，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，在真空25-30℃烘干，得前藥中間體dex-cpt-ss；

（4）兩親性前藥dco-ss的制備，包括以下步驟：在氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將oegma、dex-cpt-ss溶于dmf與dmso的混合溶液，隨后向體系加入cubr，進(jìn)行冷凍-抽氣-解凍3次，加入配體me6tren后再重復(fù)冷凍-抽氣-解凍1次，在25℃避光反應(yīng)24-72h，然后在乙醚中沉淀，取沉淀溶于dcm中，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，在真空25-30℃烘干，得到兩親性前藥dco-ss。

進(jìn)一步的，步驟（1）①中bhd、甲基丙烯酰氯和tea三者物質(zhì)的量比為2:1:1;其中甲基丙烯酰氯需先分散于無水thf中(質(zhì)量濃度范圍為216-108mg/ml)再緩慢滴加至體系中；溶劑thf與tea加入體積比為15:1-20:1；加藥順序依次為bhd、thf、tea和甲基丙烯酰氯的thf溶液。

進(jìn)一步的，步驟（1）②中將cpt分散在dcm中，使得cpt的dcm溶液的質(zhì)量濃度在20-25mg/ml；cpt、dmap、btc和mabhd四者物質(zhì)的量比為2.4:6.7:1:1.4，其中btc需先溶于無水dcm中(質(zhì)量濃度范圍為40-50mg/ml)；mabhd也需先溶于無水thf中（質(zhì)量濃度范圍為80-120mg/ml），再緩慢滴加至體系中；加藥順序依次為cpt、dmap、dcm、btc的dcm溶液和mabhd的thf溶液。

進(jìn)一步的，步驟（2）中dex和離子液體的質(zhì)量比為1:5-1:10，溶解時需要加熱升溫至80℃，nmp與dmf的混合溶液體積比為1:1（總體積為離子液體的2倍）；中間產(chǎn)物與無水nmp的加入量關(guān)系為60-80mg/ml，bibb需緩慢滴加。

進(jìn)一步的，步驟（3）中，藥物單體cpt-ss、引發(fā)劑dex-br、催化劑cubr和配體me6tren四者的物質(zhì)的量比為30:1:30:30，dmso與dmf的混合溶液中兩者體積比為1:1，加入體積以固體完全溶解為準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，步驟（4）中dex-cpt-ss、oegma、cubr和me6tren四者的物質(zhì)的量比約為1:220:7.3:14.6，dmso與dmf混合溶液中兩者的體積比為1:1，加入體積以固體完全溶解為準(zhǔn)。

本發(fā)明的主要優(yōu)點在于：

1.針對目前單分子前藥遞送系統(tǒng)存在的問題，本項目創(chuàng)造性地提出一種基于還原性響應(yīng)兩親性蠕蟲狀單分子前藥的遞送系統(tǒng)，能有效提高藥物的上載量和選擇性釋放，解決當(dāng)前單分子前藥遞送系統(tǒng)膠束穩(wěn)定性以及藥物選擇性可控釋放的問題，推動腫瘤的精確診斷與高效治療。

2.本項目中，蠕蟲狀結(jié)構(gòu)有助于藥物粒子順利快速進(jìn)入細(xì)胞，增強藥物在細(xì)胞的內(nèi)化作用，也是本項目的最大特色之一。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：

圖1為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥dco-ss的合成示意圖。

圖2為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥dco-ss的核磁示意圖。

圖3為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥dco-ss的紅外示意圖。

圖4為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥納米膠束的dls與tem圖。

圖5為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥dco-ss的體外釋藥示意圖。

圖6為實施例1中還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥納米膠束對hela和mcf-7細(xì)胞的毒性對比圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1制備還原性響應(yīng)的兩親性蠕蟲狀單分子前藥dco-ss

（1）制備還原性響應(yīng)的cpt前驅(qū)體cpt-ss：在氬氣(ar)氛圍條件下，①將2-羥乙基二硫化物（bhd，6.25g,40.5mmol），甲基丙烯酰氯（2.2ml,22.73mmol,溶于15ml無水thf中，緩慢滴加至體系中），四氫呋喃（thf,50ml）和三乙胺(tea,3.3ml,24mmol)混合攪拌過夜，柱提純得到mabhd；②將cpt（1.39g,4mmol），三光氣（btc，500mg,1.685mmol,溶于10ml無水dcm中，緩慢滴加至體系中），4-二甲氨基吡啶（dmap,1.56g,11.3mmol）的混合物分散到60ml無水dcm中，反應(yīng)30min，再滴加入mabhd（976mg,2.375mmol,溶于10ml無水thf中，緩慢滴加至體系中）,攪拌過夜，提純得前驅(qū)體cpt-ss；

（2）制備藥物引發(fā)劑dex-br：在氬氣(ar)氛圍條件下，①將葡聚糖（dex，1g,mn=3500）溶于離子液體（1-allyl-3-methylimidazoliumchloride，5g），升溫至80℃，待固體完全溶解后，冰浴，向體系加入n-甲基吡咯烷酮（nmp）與n,n-二甲基甲酰胺（dmf）混合溶液（體積比為1:1，總體積10ml），隨后向反應(yīng)體系加入2-溴異丁酰溴（bibb,15.2ml,123mmol），保持冰浴一小時，升至室溫，避光反應(yīng)24h，在去離子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色中間產(chǎn)物，真空25℃烘干。將所得中間產(chǎn)物（1.5g）溶于無水nmp（20ml）中，冰浴，隨后向反應(yīng)體系加入bibb（10ml,80.9mmol），保持冰浴1h，升至室溫，避光反應(yīng)24h，在去離子水中沉淀，取沉淀于丙酮中溶解，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，真空25℃烘干，得產(chǎn)物dex-br（900mg）。

（3）前藥中間體dex-cpt-ss的制備：在氬氣(ar)氛圍條件下，將dex-br(12.12mg,0.02mmol)與cpt-ss（357.8mg,0.6mmol）溶于dmf與二甲基亞砜（dmso）的混合溶液（體積比為1:1，總體積6ml），隨后向體系加入溴化亞銅（cubr,8.607mg,0.06mmol），進(jìn)行冷凍-抽氣-解凍3次，加入配體三-（2-甲氨基乙基）胺（me6tren,16.5μl,0.06mmol）重復(fù)冷凍-抽氣-解凍1次，25℃避光反應(yīng)24h，在20倍體積乙醚中沉淀，取沉淀溶于二氯甲烷（dcm，6ml）中，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，真空25℃烘干，得前藥中間體dex-cpt-ss。

（4）兩親性前藥dco-ss的制備：在氬氣(ar)氛圍條件下，將oegma(450mg,0.9mmol)，dex-cpt-ss(60mg,0.0041mmol)溶于dmf與dmso的混合溶液（體積比為1:1，總體積6ml），隨后向體系加入cubr(4.3mg,0.03mmol)，進(jìn)行冷凍-抽氣-解凍3次，加入配體me6tren(16μl,0.06mmol)，重復(fù)冷凍-抽氣-解凍1次，25℃避光反應(yīng)24h，在乙醚中沉淀，取沉淀溶于dcm中，重復(fù)提純?nèi)蔚玫降S色粉末，真空25℃烘干，得兩親性前藥dco-ss。其合成過程見圖1。圖2分別展示了dex-cpt-ss與dco-ss的核磁示意圖。紅外表征見圖3。

（5）制備單分子前藥納米膠束：室溫情況下，配備5mg/ml的dco-ss的二甲基亞砜（dmso）溶液，緩慢滴加到去離子水中，攪拌一定時間后，二次水中透析獲得淺黃色的單分子前藥納米膠束（圖4）。其dls結(jié)果（圖4a）顯示前藥納米膠束為125.2nm，其粒徑分布系數(shù)為0.16，圖4b是所得納米粒子的tem形貌圖。圖5是納米前藥dco-ss體外釋放對比圖。圖6是膠束與游離藥物對hela與mcf-7腫瘤細(xì)胞作用72h的體外毒性對比示意圖。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。