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CN111253505B - 具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体及其制备方法 - Google Patents

具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体及其制备方法 Download PDF

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CN111253505B CN202010152164.1A CN202010152164A CN111253505B CN 111253505 B CN111253505 B CN 111253505B CN 202010152164 A CN202010152164 A CN 202010152164A CN 111253505 B CN111253505 B CN 111253505B
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Abstract

本发明公开了一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体，包括作为包载药物主体的β‑环糊精，所述β‑环糊精上定点链接有至少一个胆碱磷酸。其制备方法包括：（1）以甲醇和2‑氯‑2‑氧代‑1，3，2‑二氧代磷杂环戊烷为原料合成2‑甲氧基‑2‑氧代‑1，3，2‑二氧代磷杂戊环；2）再以2‑甲氧基‑2‑氧代‑1，3，2‑二氧代磷杂戊环与1‑二甲胺‑2‑丙炔为原料合成胆碱磷酸；3）最后通过点击反应，令单（6‑叠氮‑6‑去氧）‑β−环糊精、胆碱磷酸、配体N,N,N',N,'N''‑五甲基二亚乙基三胺反应生成单取代胆碱磷酸环糊精。该药物载体能够提高β‑环糊精亲水性的同时利用胆碱磷酸与细胞膜之间的电荷作用赋予其细胞黏附性，实现细胞中药物吸收的高效性。

Description

具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体及其制备方法
技术领域
本发明涉及靶向药物载体技术领域，具体是指一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体及其制备方法。
背景技术
环糊精的特殊圆台形空腔以及包合作用使得其在药物递送中有广泛的应用，一方面，环糊精作为一种天然大分子自身结构具有低毒性、低免疫原性。另一方面，形成与药物复合后的包合物可以增加药物溶解性的同时也能降低药物的全身毒性、控制药物释放。其中β-环糊精最为常用，但β-环糊精的水溶性在结晶结构的影响下尚不尽如人意，因此研究人员通过对环糊精进行化学修饰以提高其水溶性能。常见的环糊精衍生物有甲基-β-环糊精、磺丁基醚-β-环糊精、羟丙基-β-环糊精等，多种单取代结构证明一般是通过对环糊精进行羟基上的取代反应破坏β-环糊精的晶体结构和分子内氢键提高其水溶性，但是上述的环糊精衍生物除明显改善载体的水溶性外并未引入更多的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将胆碱磷酸定点链接在环糊精上获得单(6-胆碱磷酸-6-去氧)-β-环糊精，并将其作为具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体，该药物载体能够提高β-环糊精亲水性的同时利用胆碱磷酸与细胞膜之间的电荷作用赋予其细胞黏附性，实现细胞中药物吸收的高效性。
本发明另一个目的在于提供上述具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体的制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体，主要是将β-环糊精(β-CD)6号位的羟基叠氮化，然后通过点击反应，将磷酸胆碱的逆序结构分子胆碱磷酸引入β-环糊精上，从而对β-环糊精(β-CD)进行改性，实现β-环糊精(β-CD)亲水性的提高，同时利用胆碱磷酸与细胞膜之间的电荷作用赋予其细胞黏附性，实现细胞中药物吸收的高效性。
由于β-环糊精(β-CD)6号位存在7个羟基，因此，这7个羟基均可进行叠氮化处理，β-环糊精(β-CD)6号位羟基叠氮化均有成熟的产品，如将倍他环糊精的6位碳全部叠氮化的七(6-叠氮-6-去氧)倍他环糊精和仅将β-环糊精(β-CD)6号位中一个羟基叠氮化的单(6-叠氮-6-去氧)-β-环糊精。
本技术方案为了简化技术方案的描述过程，在众多具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体中选取仅有一个羟基叠氮化的单(6-叠氮-6-去氧)-β-环糊精为原料，制备单取代胆碱磷酸环糊精，以此做重点针对性说明，其他β-环糊精上定点链接有多个胆碱磷酸的化合物，均可基于单取代胆碱磷酸环糊精制备过程获得。
单取代胆碱磷酸环糊精的具体化学结构见下式：
Figure BDA0002402843230000021
该具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体，即单取代胆碱磷酸环糊精的具体合成路线如下：
Figure BDA0002402843230000031
根据上式化合物结构可知：本药物载体在β-环糊精中引入的小分子仅能提高载体的水溶性，根据破坏环糊精晶体结构从而提高其水溶性的思路，引入一种功能性的小分子，就可以起到既提高了载体水溶性又赋予载体新功能的效果。胆碱磷酸是细胞膜组成磷酸胆碱的逆序结构分子，其结构中含有的两性离子使得其在水中的溶解性好且能与磷酸胆碱形成特异性的电荷作用，经胆碱磷酸缀合的聚合物大分子可以很好的吸附在细胞膜上提高其在细胞间的运载能力。本实验设计了利用CuAAC点击反应将胆碱磷酸定点链接在环糊精上获得单(6-胆碱磷酸-6-去氧)-β-环糊精(CP-β-CD)，并将所得的CP-β-CD应用于药物载体，目的在于提高β-环糊精亲水性的同时利用胆碱磷酸与细胞膜之间的电荷作用赋予其细胞黏附性，实现细胞中药物吸收的高效性。
其中，点击化学利用高效、选择性高的化学反应来得到目标产物。一般来说，点击反应属于“模块化”的反应，因此应用范围广。且反应有产率高、副产物少、反应条件简单、立体选择性强的特点，目前在生物医药、手性分子合成、水凝胶超分子构建等领域都有广泛的应用。
本药物载体的合成过程中，引用铜(I)催化的叠氮-炔环加成反应(Cu(I)-catalyzedazide-alkynecycloaddition，CuAAC)。在Cu(I)的催化作用下，反应条件相比于无催化剂的点击反应更为温和，时间更短，反应速率更快。同时由于CuAAC的反应有位置选择性，所得的反应为均为1，4-取代。
天然可降解的环糊精与精确反应的点击反应结合有利于合成结构精确且取代度单一的产物，同时也为多种功能分子修饰环糊精提供了新的可能和思路。随着点击化学和催化系统的不断丰富和改进，高产量、简单的合成方法使得环糊精在材料科学、药剂学以及化学方面有了更好的实现方案。
传统环糊精，一般是增强药物水溶性。而水溶性的增强，不利于细胞进行内吞。本申请采取了新的技术思路，用胆碱磷酸改性之后，有细胞膜靶向作用，促进细胞的内吞作用。改善细胞对药物的吸收效果和药物的转运效果。
根据其合成路线，其具体制备方法如下：
将单(6-叠氮-6-去氧)-β-环糊精溶于的N，N-二甲基甲酰胺，同胆碱磷酸和配体N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺一齐加入25ml圆底烧瓶中。通入氮气充满后再抽真空5分钟，重复三次后，溶液通气鼓泡30min。氮气气氛下加入CuBr(0.2mmol)，再重复通入氮气抽真空三次后封口，在密封环境下反应48h。反应结束后，敞口搅拌30分钟，体系颜色由黄绿色变为蓝色，停止点击反应。反应液滴加入四氢呋喃中，沉淀后搅拌15min后更换四氢呋喃溶液重复洗涤3次至上层清液不变蓝，所得沉淀为白色微蓝即目标产物单取代胆碱磷酸环糊精。
其中，胆碱磷酸作为细胞膜组成磷酸胆碱的逆序结构分子，没有成品，需要前期合成，具体合成路线如下：
①2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环(MDP)的合成：
Figure BDA0002402843230000041
②胆碱磷酸(CP)的合成：
Figure BDA0002402843230000042
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明中的药物载体为胆碱磷酸改性的β-环糊精载体，该药物载体能够在β-环糊精的空腔结构内载入难以包载的疏水药物，利用胆碱磷酸的亲水性和细胞膜粘附性，使该药物载体具有良好的水溶性，并且有细胞膜靶向作用，促进细胞的内吞作用,改善细胞对药物的吸收效果和药物的转运效果；
(2)本发明中通过点击反应制得单取代的胆碱磷酸改性环糊精，点击反应属于“模块化”的反应，因此应用范围广，且反应有产率高、副产物少、反应条件简单、立体选择性强的特点，能够极大程度的提高药物载体的产率和产物的纯净度；
(3)本发明采用的原料均有成品出售，整个药物载体的制备过程和使用药物载体进行疏水药物包载的过程都较为简单，反应条件温和，无需复杂的反应设备，极易进行工业化生产转化，具有广泛的应用前景和价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：
图1为本发明中单取代胆碱磷酸环糊精的核磁氢谱图；
图2为本发明中单取代胆碱磷酸环糊精的红外谱图；
图3为本发明中阿帕替尼的标准曲线图；
图4为本发明中使用β-环糊精和单取代胆碱磷酸环糊精分别包载阿帕替尼在220-275nm处的吸收光谱；
图5为本发明中不同浓度β-环糊精溶液中阿帕替尼的吸收光谱；
图6为本发明中不同浓度单取代胆碱磷酸环糊精溶液中阿帕替尼的吸收光谱；
图7为本发明中存在β-环糊精和单取代胆碱磷酸环糊精时阿帕替尼的相溶度图；
图8为本发明中空白β-CD、CP-β-CD在不同浓度下对L-929细胞处理24h后的细胞毒性(n＝5)的柱形图；
图9为本发明中空白β-CD、CP-β-CD在不同浓度下对L-929细胞处理48h细胞毒性(n＝5)的柱形图；
图10游离FIT-ADA(A)和CP-β-CD/FITC-AMA(B)分别孵育HUVEC细胞4h后的荧光显微镜照片。由左到右FITC-AMA(绿色)，HUVEC细胞核(蓝色)和以及合并图(×400)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
为使本发明的目的、工艺条件及优点作用更加清楚明白，结合以下实施实例，对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体，其主要在以β-环糊精(β-CD)为主体，通过点击反应，在其上引入至少一个磷酸胆碱的逆序结构分子——胆碱磷酸(CP)。
本实施例主要针对仅在β-环糊精(β-CD)引入一个胆碱磷酸(CP)的单取代胆碱磷酸环糊精做重点说明，其他β-环糊精上定点链接有多个胆碱磷酸的化合物，均可基于单取代胆碱磷酸环糊精制备过程获得。
单取代胆碱磷酸环糊精作为具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物载体的具体制备过程，包括以下步骤：
(1)2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环(MDP)的合成
玻璃仪器在做化学合成前需要用火焰枪干燥并用氮气保护，除去空气和水分。将甲醇(8mmol)和三乙胺(8mmol)、5mL四氢呋喃(THF)混合后加入在25mL的已除空气和水分的圆底烧瓶中，置于-20℃环境下密封后，注射器滴入2-氯-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂环戊烷(COP)(8mmol)的THF溶液，滴加时间约1小时。体系在-20℃下反应4小时后温度缓慢上升至室温再反应4小时。反应结束后用减压抽滤漏斗将白色三乙胺盐酸盐和液体分离，并用THF清洗三乙胺盐酸盐。对溶液进行减压旋蒸，得到透明微黄油状液体及目标产物：2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环。
目标产物2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环的产率为53％。
(2)胆碱磷酸(CP)的合成
玻璃仪器在进行化学合成前需要用火焰枪干燥并用氮气进行保护，除去空气和水分。旋蒸好的MDP用10mL乙腈进行溶解，加入25mL的圆底烧瓶中后在-20℃下快速加入1-二甲胺-2-丙炔(16mmol)，反应1h后，移至55℃油浴锅中反应16h以上。反应结束后停止油浴加热，在不高于25℃下进行减压旋蒸至粘稠后，在THF中沉淀的透明黄色油状液体即胆碱磷酸。
胆碱磷酸的产率为63％。
(3)单取代胆碱磷酸环糊精的合成
将单(6-叠氮-6-去氧)-β-环糊精(0.1mmol)溶于5mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，同CP(0.2mmol)和配体N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)(0.2mmol)一齐加入25ml圆底烧瓶中。通入氮气充满后再抽真空5分钟，重复三次后，溶液通气鼓泡30min。氮气气氛下加入CuBr(0.2mmol)，再重复通入氮气抽真空三次后封口，在密封环境下反应48h。反应结束后，敞口搅拌30分钟，体系颜色由黄绿色变为蓝色，停止点击反应。反应液滴加入四氢呋喃中，沉淀后搅拌15min后更换四氢呋喃溶液重复洗涤3次至上层清液不变蓝，所得沉淀为白色微蓝即目标产物单取代胆碱磷酸环糊精。
单取代胆碱磷酸环糊精的产率为95％。
实施例2：
本实施例针对上述实施例制备得到的药物载体(单取代胆碱磷酸环糊精)利用核磁共振仪(400Hz)对合成产物进行表征，四甲基硅氧烷(TMS)作为基准物，溶液选用DMSO-d6或D2O，分别检测合成产物的1HNMR、31PNMR。
制备得的胆碱磷酸改性环糊精固体与KBr混合研磨后压片，透射方式进行扫描，波长范围为500-4000nm。
采用气相色谱仪联用，溶剂采用甲醇。
胆碱磷酸改性环糊精的结构表征，如图1所示，图中可以看到δ＝7.98ppm上对应三唑环上对应的氢原子，5.59-6.12ppm附近可以看到环糊精2、3-OH上对应的14个氢原子的特征吸收峰，4.80-4.91ppm附近则是环糊精上的1-H的7个特征吸收峰，而4.38-4.41ppm附近则为环糊精C-6上的两个氢原子，胆碱磷酸结构上的氢原子有3.16ppm附近对应的甲氧原子上的三个氢原子，由于胆碱磷酸分子上其它氢原子的特征吸收峰与环糊精结构上的氢原子重叠，结合核磁磷谱上出现的特征峰1.35ppm则可进一步说明目标产物合成。
胆碱磷酸改性环糊精的结构表征，如图2所示，傅立叶红外特征峰：946cm-1对应峰为环糊精上α-(1，4)糖苷键骨架振动峰，1036cm-1处峰为C-C与C-O耦合振动峰，1157cm-1处特征峰为C-O-C键的伸缩振动峰，2928cm-1处则为环糊精上-CH3、-CH-的伸缩振动峰，3410cm-1处峰为环糊精中羟基的伸缩振动峰。对比CD-N3(2)红外谱图可以看出，其中2105cm-1处为-N3的伸缩振动峰，在CP-β-CD(a)中可以看出2105cm-1处峰消失，说明反应中-N3基本被完全反应。而CP-β-CD在1475cm-1处出现C-N伸缩振动、N-H的弯曲振动峰，1654cm-1处出现P＝O的伸缩振动峰，说明胆碱磷酸链接上环糊精，点击反应成功进行。
实施例3：
本实施例针对上述实施例制备得到的药物载体(单取代胆碱磷酸环糊精)，以阿帕替尼为模型药物，进行胆碱磷酸改性环糊精载体包合能力研究(相溶解度研究)。
阿帕替尼水溶液标准曲线绘制：称取5mg阿帕替尼溶解于10mL超纯水中，超声10min待完全溶解后转移至25mL容量瓶中并定容。分别取1、3、5、7、10mL阿帕替尼溶液，在10mL容量瓶中定容制备得浓度分别为：0.02、0.06、0.10、0.14、0.20mg/mL。配置好的溶液取3.5mL转移至样品池中，在波长为254nm下测试其紫外吸收度，空白超纯水作为参比。
根据图3可知，阿帕替尼的标准曲线：根据每个浓度对应的吸光度作图，标准曲线回归方程为：y＝15.4x-0.1041,2＝0.9957，由此可知在浓度为0.02-0.20mg/mL范围内，阿帕替尼溶液浓度与吸光度具有良好的线性关系。
分别配置浓度为1mM的两种环糊精衍生物溶液(β-CD、CP-β-CD)作为储备液。取对应体积的环糊精储备液加入10mL容量瓶中，加入超纯水进行定容后制得浓度分别为：0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mM的环糊精溶液，取2mL加入已按顺序标号的试管中加入过量的阿帕替尼粉末(5.5mg),摇匀后超声处理15min，置于温度为37℃的摇床中处理5h后，经0.45m滤膜过滤后在37℃摇床中放置一天至包合作用达到平衡。稀释至至适宜倍数后在紫外分光光度计下测定滤液在最大吸收波长处的吸光度。实验按一式三份进行。
根据图4可知，在波长范围为200-500nm内，阿帕替尼溶液在波长为254.80nm处有一明显吸收峰，而浓度为20μM的CP-β-CD溶液并无明显吸收峰，与阿帕替尼的吸收峰相比可以忽略，因此选定波长范围在220-275nm内对样品仅从扫描，所得的扫描结果受载体CP-β-CD的干扰。
紫外可见光光度法中随着环糊精的加入，客体分子的紫外光谱变化一般有两种：一种是环糊精加入后药物的最大吸收波长会随着环糊精浓度的增加而增减，另一种是吸光度变化的同时最大吸收波长也会发生变化，其中第一种最为常见。根据图5，图6可知，经过相同处理的阿帕替尼溶液的吸收峰最小，随着环糊精或其衍生物加入后吸光度有明显增加，且峰向长波长方向略微偏移，说明阿帕替尼进入环糊精空腔内形成包合物，受空腔内高电子密度吸引使得阿帕替尼的电子云移动导致吸收峰向长波长方向移动。随着环糊精或其衍生物的浓度不断增加，吸光度不断提高同时表现出的峰向基本一致，这说明形成的稳定包合物在不断增加。
根据图7可知，随着β-CD和CP-β-CD浓度的逐渐增加，阿帕替尼的吸光度呈线性增加。该方面表明，根据Higuichi和Connors的方法，在β-CD和CP-β-CD复合物中的阿帕替尼显示出AL型斜率，其规定了化学计量为1：1的复合物的形成。另一方面，也表明由点击反应在CP-β-CD中引入的CP并不妨碍阿帕替尼进入腔内的包封效率。
相溶解实验中β-环糊精、胆碱磷酸-β-环糊精与阿帕替尼之间的包合比均为1:1，而包合常数分别为452、664L·mol-1(37℃,pH＝6.5)，证明环糊精的种类会对包合常数产生影响。两种环糊精中CP-β-CD与阿帕替尼形成的包合作用最强，形成的包合物更稳定。胆碱磷酸引入环糊精的结构中，提高了环糊精与阿帕替尼之间的包合能力，同时相比于β-环糊精，胆碱磷酸改性后的环糊精的水溶性更高。
实施例4：
本实施例上述实施例制备得到的药物载体(单取代胆碱磷酸环糊精)，以阿帕替尼为模型药物，进行细胞毒性研究实验。
实验过程：
加入适量细胞悬液使细胞浓度控制在1×105个/mL左右，以100μL/孔加入96孔细胞培养板中，在二氧化碳恒温孵育箱中培育24h。培养液换为β-CD、CP-β-CD培养基，分别稀释浓度为0.0375、0.075、0.375uM。阴性对照组为超纯水，每孔加入100μL溶液(n＝5)。37℃、5％CO2的环境中孵育24h。每孔加入10μLAlamarBlue溶液，阳性对照组孔中加入10μL超纯水再孵育5h后培养基颜色由蓝紫变为粉红，用酶标仪检测各孔在570/600nm下的吸光度。每组重复3次。
细胞存活率公式(Cellviability)计算公式如下：
细胞存活率(％)＝样品组/对照组×100％
实验结论，如图8，图9所示，通过AlamarBlue试剂对药品阿帕替尼、环糊精、胆碱磷酸环糊精进行体外细胞毒性研究，阴性对照组中未加入药品。由A、B可以看出，胆碱磷酸环糊精并不显示细胞毒性(细胞存活率>90％)，同时细胞存活率也不显示时间和浓度依赖性。说明胆碱磷酸环糊精的生物相容性较好，具有作为药物载体的潜在应用。
实施例5：
本实施例上述实施例制备得到的药物载体(单取代胆碱磷酸环糊精)，对其进行细胞靶向性研究。
具体实验如下：在荧光显微镜下观察胆碱磷酸环糊精载体在细胞中的作用需要通过荧光素标记分子进行标记，其中最常用的荧光素为FITC，一般标记环糊精以及衍生物的方式是通过化学合成的方式先在环糊精结构中引入氨基等反应基团后再与异硫氰酸荧光素进行反应，但是环糊精上过多的结合位点会增加反应难度使精确性下降。一般β-环糊精上活泼反应位点顺序为6-OH>2、3-OH，一般反应位点的选择还需要反应环境的酸碱来控制。另一方面，CP-CD中6-OH处的羟基已经被胆碱磷酸取代，而异硫氰酸结构中环状结构多会带来很到的空间位阻导致反应效率降低。因此直接在CP-β-CD上引入异硫氰酸的难度较大。
金刚烷胺与环糊精之间的包合常数高达1×104L·mol-1，金刚烷和环糊精之间形成的稳定结构可以形成假嵌段共聚物用于定点释药、自修复水凝胶等领域中。在此启发下，使用经异硫氰酸标记的金刚烷胺与环糊精形成稳定的包合结构从而间接荧光标记环糊精。简化了标记步骤的同时也保留了胆碱磷酸载体结构的完整性。
FITC标记金刚烷胺：将25μL异硫氰酸溶液(无水DMSO，5mg·mL-1)缓慢加入5mL金刚烷胺溶液(8mg·mL-1，0.1MNa2CO3)中，4℃避光搅拌12小时,加入10mL的50mMNH4Cl停止反应。混合物在4℃下再搅拌12小时透析除去未反应的FITC，后冻干。将CP-β-CD和ADM-FITC溶于培养基中，经超声15min后避光静置4h至包合平衡。
在6孔板中放置盖玻片，将浓度为1×105HUVECs细胞悬液以2mL/孔接种在6孔板中的盖玻片上，培养24小时后吸出旧培养基，在相应盖玻片上加入新培养基以及带有荧光标记的CP-β-CD/ADM包合物以及游离异硫氰酸标记金刚烷胺，细胞孵育4小时后，用PBS清洗三次除去游离荧光标记包合物。加入提高细胞通透性的TritonX-100后经4％的多聚甲醛固定，DAPI染核处理后，在激光共聚焦显微镜下观察、拍照。
根据图10可知，游离FIT-ADA(A)和CP-β-CD/FITC-AMA(B)分别孵育HUVEC细胞4h后的荧光显微镜照片。由左到右FITC-AMA(绿色)，HUVEC细胞核(蓝色)和以及合并图(×400)。为进一步研究胆碱磷酸环糊精载体与细胞之间的相互作用，通过荧光显微镜观察可以看到如图，经DAPI染色后的细胞和呈蓝色，FITC标记金刚烷胺呈绿色。可以看出游离的FITC-ADA进入细胞内的绿色荧光量少。而CP-β-CD/FITC-ADA组中细胞内的绿色荧光强度显著，表现出较强的细胞靶向性。因此我们可以得出，用FITC-ADA对CP-β-CD载体进行标记，能有效的观察到CP-β-CD具有高效的细胞靶向性，可促进细胞对载体的摄取，从而促进细胞对药物的内吞。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物，其特征在于，包括作为包载药物主体的β-环糊精，所述β-环糊精定点链接有一个胆碱磷酸，即单取代胆碱磷酸环糊精，其中包合的药物为阿帕替尼。
2.根据权利要求1所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，其中，水溶性环糊精药物载体的制备方法包括以下步骤：
（1）以甲醇和2-氯-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂环戊烷为原料合成2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环；
（2）再以2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环与1-二甲胺-2-丙炔为原料合成胆碱磷酸；
（3）最后通过点击反应，令单（6-叠氮-6-去氧）-β−环糊精、胆碱磷酸、配体N,N,N',N,'N''-五甲基二亚乙基三胺反应生成单取代胆碱磷酸环糊精。
3.根据权利要求2所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，以甲醇和2-氯-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂环戊烷为原料合成2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环的具体过程为：
（1.1）构建反应体系，将甲醇和三乙胺、四氢呋喃混合后加入在25mL的已除空气和水分的圆底烧瓶中，置于-20℃环境下密封后，注射器滴入溶解有2-氯-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂环戊烷的四氢呋喃溶液，滴加时间约1小时；
（1.2）待反应体系在-20℃下反应4小时后温度缓慢上升至室温再反应4小时；
（1.3）反应结束后用减压抽滤漏斗将白色三乙胺盐酸盐和液体分离，并用四氢呋喃清洗三乙胺盐酸盐；
（1.4）对溶液进行减压旋蒸，得到透明微黄油状液体即目标产物，即为2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环。
4.根据权利要求2所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中合成胆碱磷酸的过程为，
（2.1）将旋蒸好的2-甲氧基-2-氧代-1，3，2-二氧代磷杂戊环用乙腈进行溶解，加入25mL的已除空气和水分的圆底烧瓶中，后在-20℃下快速加入1-二甲胺-2-丙炔，反应1h后，移至55℃油浴锅中反应16h以上；
（2.2）反应结束后停止油浴加热，在不高于25℃下进行减压旋蒸至粘稠后，在THF中沉淀得透明黄色油状液体即胆碱磷酸。
5.根据权利要求2所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，生成单取代胆碱磷酸环糊精的具体过程为：
（3.1）将单（6-叠氮-6-去氧）-β−环糊精溶于5mL的N，N-二甲基甲酰胺，同胆碱磷酸和配体N,N,N',N,'N''-五甲基二亚乙基三胺一齐加入25ml已除空气和水分的圆底烧瓶中圆底烧瓶中；通入保护气充满后再抽真空5分钟，重复三次后，溶液通气鼓泡30min；
（3.2）氮气气氛下加入CuBr，再重复通入保护气抽真空三次后封口，在密封环境下反应48h；
（3.3）反应结束后，敞口搅拌30分钟，体系颜色由黄绿色变为蓝色，停止点击反应；
（3.4）反应液滴加入四氢呋喃中，沉淀后搅拌15min后更换四氢呋喃溶液重复洗涤3次至上层清液不变蓝，所得沉淀为白色微蓝，即目标产物单取代胆碱磷酸环糊精。
6.根据权利要求5所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述通入的保护气为氮气。
7.根据权利要求2所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的点击反应为铜催化的叠氮-炔环加成反应。
8.根据权利要求5所述的一种具有细胞靶向性的水溶性环糊精药物包合物的制备方法，其特征在于，所述圆底烧瓶通过火焰枪干燥并用氮气保护，除去空气和水分。
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CN115715764B (zh) * 2021-08-24 2024-06-25 北京理工大学 一种阿帕替尼口腔贴片及其制备方法
CN116173234B (zh) * 2022-05-16 2025-10-10 浙江工业大学 络合物β-CD-BDP⊃CPT-ss-PEG及其应用
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60204739A (ja) * 1984-03-28 1985-10-16 Sekimoto Hiroshi エイコサポリエン酸系化合物含有粉体
CN101935365B (zh) * 2010-08-25 2012-03-21 华东理工大学 一种脑靶向基头修饰性环糊精衍生物的合成方法
CN106619571B (zh) * 2017-01-03 2020-04-07 西南交通大学 一种提高细胞内吞和细胞核靶向的聚合物纳米载体及其制备方法

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