三重刺激响应性界面交联聚合物胶束及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种三重刺激响应性界面交联聚合物胶束及其制备方法和应用，该聚合物胶束是以三重刺激响应疏水性聚合物链段为核、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为壳、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯为冠，利用与N,N′‑二(溴乙酰基)胱胺的交联反应制备而成，其结构式如下：式中x为20～80整数，y为3～20整数，m为2～8整数，n为5～40整数。本发明聚合物胶束制备简单，形貌均一，界面交联结构提升胶束稳定性的同时，提升药物负载效率，聚合物结构中含有的大量唑环，也提升聚合物胶束的载药量。胶束作为药物运输载体时，可以实现疏水性药物在不同条件下的快速释放，在药物运输、靶向释放等领域具有广阔的应用前景。

权利要求

1.一种三重刺激响应性界面交联聚合物胶束，其特征在于所述界面交联聚合物的结构式如下所示：

式中x的取值为20～80的整数，y的取值为3～20的整数，m的取值为2～8的整数，n的取值为5～40的整数。

2.根据权利要求1所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束，其特征在于：x的取值为20～40的整数，y的取值为3～10的整数，m的取值为2～4的整数，n的取值为8～20的整数。

3.一种权利要求1所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：

(1)以二氯甲烷为溶剂，将2‑丙炔‑1‑醇与草酰氯反应，得到丙炔基氧基草酰氯；丙炔基氧基草酰氯再与双(2‑羟乙基)二硫化物、三乙胺反应，得到式I化合物；

(2)以四氢呋喃为溶剂，在惰性气体保护下，将5‑(2‑羟基乙氧基)‑2‑硝基苯甲醇与二溴异丁酰溴、三乙胺反应，得到式II化合物；

(3)以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，将式II化合物和叠氮化钠反应，得到式III化合物；

(4)以溴化亚铜为催化剂、五甲基二乙烯三胺为配体、乙腈为溶剂，在惰性气体保护下，将式I化合物、式III化合物通过点击化学反应制备成式IV疏水性嵌段聚合物；

(5)以溴化亚铜为催化剂、五甲基二乙烯三胺为配体、N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，在惰性气体保护下，以2‑溴‑2‑甲基丙酸丁炔酯为引发剂、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为单体，进行原子转移自由基聚合反应，得到式V端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；

(6)以溴化亚铜为催化剂、五甲基二乙烯三胺为配体、N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，在惰性气体保护下，以式V所示的端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯作为大分子引发剂，聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯为单体，进行原子转移自由基聚合反应，得到式VI端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯；

(7)以溴化亚铜为催化剂、五甲基二乙烯三胺为配体、N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，在惰性气体保护下，将式IV所示的疏水性嵌段聚合物和式VI所示的端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯进行点击化学反应，制备成式VII双亲嵌段聚合物；

(8)将式VII双亲嵌段聚合物溶于N,N‑二甲基甲酰胺，利用透析法形成未交联胶束；向未交联胶束中加入N,N‑二(溴乙酰基)胱胺进行交联反应，得到三重刺激响应性界面交联聚合物胶束。

4.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述2‑丙炔‑1‑醇、草酰氯的摩尔比为1:(1～3)，所述丙炔基氧基草酰氯、双(2‑羟乙基)二硫化物、三乙胺的摩尔比为(1～3):1:(1～3)，所述反应的温度为常温、时间为3～15小时。

5.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述5‑(2‑羟基乙氧基)‑2‑硝基苯甲醇、二溴异丁酰溴、三乙胺的摩尔比为1:(2～4):(2～4)，所述反应的温度为常温、时间为20～30小时；在步骤(3)中，所述式II化合物、叠氮化钠的摩尔比为1:(2～4)，所述反应的温度为50～70℃、时间为20～30小时。

6.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述式I化合物、式III化合物、溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺的摩尔比为

1:(1～1.5):(0.3～1):(0.3～1)，所述反应的温度为60～70℃、时间为10～18小时。

7.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述2‑溴‑2‑甲基丙酸丁炔酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺的摩尔比为1:(20～100):(0.5～1.5):(0.5～1.5)，所述反应的温度为50～

70℃、时间为5～10小时；在步骤(6)中，所述式V端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺的摩尔比为1:(5～20):(0.5～

2):(0.5～2)，所述反应的温度为50～90℃、时间为5～10小时。

8.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(7)中，所述式IV疏水性嵌段聚合物、式VI端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺的摩尔比为1:(2～6):(10～30):(10～30)，所述反应的温度为50～80℃、时间为10～20小时。

9.根据权利要求3所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(8)中，所述式VII双亲嵌段聚合物与N,N′‑二(溴乙酰基)胱胺的摩尔比为1:30～

80，交联反应的温度为20～50℃、时间为20～72小时，得到光、氧化和还原三重刺激响应性界面交联聚合物胶束。

10.权利要求1所述的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束作为疏水性抗癌药物载体的应用。

说明书

三重刺激响应性界面交联聚合物胶束及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于刺激响应性聚合物材料技术领域，具体涉及一种基于光、氧化和还原三重刺激响应性界面交联聚合物胶束及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 刺激响应聚合物材料在微小外界刺激(pH，氧化还原，葡萄糖，酶，温度，光，磁场、电流)作用下，结构或者性质能够产生巨大变化，这种反应可以是可逆过程，也可以是不可
逆过程。聚合物作为药物载体有较高的药物负载量、增加药物的溶解性、延长药物在血液中
的循环时间、减少药物对人体的毒副作用，具有的高渗透性和保留效应使得药物在肿瘤组
织中累积，可以得到较好的疾病治疗效果。聚合物易于制备和储存，结构和形貌易于控制，
使其广泛的应用于包括药物传输、疾病监测与诊断、基因治疗等领域。

[0003] 近年来，众多国内外研究者致力于探索和研究具有生物相容性、低毒性、高载药量、高稳定性等特点的理想药物传递系统(DDS)。在大多数的嵌段聚合物体系中，刺激敏感
基团的数量有限，在环境刺激下，载药系统的组装结构不能被完全破坏，导致缓慢、不完全
的药物释放。此外，癌细胞增殖迅速，过慢的释药过程会导致难以达到良好的治疗效果，而
且人体内生理环境复杂，单一的刺激响应不能满足对药物控制释放的要求。聚合物胶束的
内在不稳定性会导致其在血液稀释下发生“突释”现象，并且由于药物的扩散作用，在随后
的过程中药物的释放速度变得非常慢，药物泄露使得载药聚合物在被癌细胞内吞之前药物
负载含量低于杀死癌细胞的水平，表现出较差的治疗效果，这是临床应用面临的巨大挑战
之一。

[0004] 癌细胞和组织的环境具有三低一高的特点，即低pH值、低氧、低糖和较高的谷胱甘肽(GSH)浓度，癌变细胞内谷胱甘肽(GSH)或半胱氨酸的浓度是正常组织细胞的几倍以上，
二硫键在生理条件下稳定，但是在高浓度GSH存在下二硫键会迅速破裂。到目前为止，使胶
束结构上具有稳定性最有效的策略是将胶束进行交联，形成交联结构。Liu等制备的氧化还
原刺激响应核交联聚合物纳米胶束用于抗癌药物阿霉素(DOX)的运输，并且验证了核交联
聚合物胶束在极稀浓度或有机溶剂中具有良好的稳定性(European Polymer Journal，
2016，83，230‑243)。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种尺寸均一、稳定性好，具有光、氧化和还原三重刺激响应及良好生物相容性的界面交联聚合物胶束，并为该聚合物胶束提供一种简易
的制备方法和应用。

[0006] 解决上述技术问题所采用的光、氧化和还原三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的结构式如下所示：

[0007]

[0008] 式中x的取值为20～80的整数，y的取值为3～20的整数，m的取值为2～8的整数，n的取值为5～40的整数；优选x的取值为20～40的整数，y的取值为3～10的整数，m的取值为2
～4的整数，n的取值为8～20的整数。

[0009] 本发明光、氧化和还原三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的合成路线和具体制备方法如下：

[0010]

[0011]

[0012] 1、以二氯甲烷(DCM)为溶剂，将2‑丙炔‑1‑醇与草酰氯反应，得到丙炔基氧基草酰氯；丙炔基氧基草酰氯再与双(2‑羟乙基)二硫化物、三乙胺(TEA)反应，得到式I化合物。

[0013] 2、以四氢呋喃(THF)为溶剂，在惰性气体保护下，将5‑(2‑羟基乙氧基)‑2‑硝基苯甲醇与二溴异丁酰溴、TEA反应，得到式II化合物。

[0014] 3、以N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，将式II化合物和叠氮化钠(NaN3)反应，得到式III化合物(N3‑ONB‑N3)。

[0015] 4、以溴化亚铜(CuBr)为催化剂、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为配体、乙腈为溶剂，在惰性气体保护下，将式I化合物、式III化合物通过点击化学反应制备成式IV所示的疏水
性嵌段聚合物。

[0016] 5、以CuBr为催化剂、PMDETA为配体、DMF为溶剂，在惰性气体保护下，以2‑溴‑2‑甲基丙酸丁炔酯(alkyne‑Br)为引发剂、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体，进行原子
转移自由基聚合反应(ATRP)，得到式V端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(alkyne‑
PDMAEMA‑Br)。

[0017] 6、以CuBr为催化剂、PMDETA为配体、DMF为溶剂，在惰性气体保护下，以alkyne‑PDMAEMA‑Br作为大分子引发剂，聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)为单体，进行ATRP反
应，得到式VI端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯
(alkyne‑PDMAEMA‑PPEGMA‑Br)。

[0018] 7、以CuBr为催化剂、PMDETA为配体、DMF为溶剂，在惰性气体保护下，将式IV疏水性嵌段聚合物和alkyne‑PDMAEMA‑PPEGMA‑Br进行点击化学反应，制备成式VII双亲嵌段聚合
物。

[0019] 8、将式VII双亲嵌段聚合物溶于DMF中，利用透析法形成未交联胶束；向未交联胶束中加入N,N‑二(溴乙酰基)胱胺(BBAC)进行交联反应，得到光、氧化和还原的三重刺激响
应性界面交联聚合物胶束。

[0020] 上述步骤1中，优选2‑丙炔‑1‑醇、草酰氯的摩尔比为1:(1～3)，丙炔基氧基草酰氯、双(2‑羟乙基)二硫化物、TEA的摩尔比为(1～3):1:(1～3)，优选反应的温度为常温、时
间为3～15小时。

[0021] 上述步骤2中，优选5‑(2‑羟基乙氧基)‑2‑硝基苯甲醇、二溴异丁酰溴、TEA的摩尔比为1:(2～4):(2～4)，优选反应的温度为常温、时间为20～30小时。其中所述5‑(2‑羟基乙
氧基)‑2‑硝基苯甲醇是根据文献“Chemical Science,2013,4(6):2573‑2580.”中公开的方
法合成。

[0022] 上述步骤3中，优选式II化合物、NaN3的摩尔比为1:(2～4)，优选反应的温度为50～70℃、时间为20～30小时。

[0023] 上述步骤4中，优选式I化合物、式III化合物、CuBr、PDMETA的摩尔比为1:(1～1.5):(0.3～1):(0.3～1)，优选反应的温度为60～70℃、时间为10～18小时。

[0024] 上述步骤5中，优选alkyne‑Br、DMAEMA、CuBr、PMDETA的摩尔比为1:(20～100):(0.5～1.5):(0.5～1.5)，优选反应的温度为50～70℃、时间为5～10小时。

[0025] 上述步骤6中，优选alkyne‑PDMAEMA‑Br、PEGMA、CuBr、PMDETA的摩尔比为1:(5～20):(0.5～2):(0.5～2)，优选反应的温度为50～90℃、时间为5～10小时。

[0026] 上述步骤7中，优选式IV疏水性嵌段聚合物、alkyne‑PDMAEMA‑PPEGMA‑Br、CuBr、PMDETA的摩尔比为1:(2～6):(10～30):(10～30)，优选反应的温度为50～80℃、时间为10
～20小时。

[0027] 上述步骤8中，优选式VII双亲嵌段聚合物与BBAC的摩尔比1:30～80，优选交联反应的温度为20～50℃，时间为20～72小时，其中BBAC根据文献“Polymer Chemistry,2013,
4,1199‑1207”中公开的方法合成。

[0028] 本发明三重刺激响应性界面交联聚合物胶束作为疏水性抗癌药物载体的应用。

[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0030] 1、本发明通过成熟的合成方法和已广泛应用的单体，制备出结构简单的双亲嵌段聚合物；通过交联分子BBAC制备出具有界面交联结构的聚合物胶束，该胶束在水溶液中具
有较好的稳定性，临界胶束浓度(CMC)为0.0159mg/mL。

[0031] 2、本发明三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的制备方法简单，没有苛刻、特殊的反应条件，无需任何保护和脱保护步骤，制备过程简单易操作。

[0032] 3、本发明界面交联聚合物胶束具有光、氧化和还原三重刺激响应性，其结构中含有氨基和大量的唑环，可通过静电吸附某些抗癌物质(例如阿霉素)、酶等，并且载药过程简
单。

[0033] 4、本发明三重刺激响应性界面交联聚合物胶束以广泛应用于医药行业的聚乙二醇为胶束外冠，具有接近人体温度(37℃)的相转变温度，有利于载药胶束在癌变细胞药物
的释放，也有利于增加载药胶束的生物相容性。

[0034] 5、本发明三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在药物的控制释放过程中，药物的累积释放量可以在光、氧化和还原三重刺激作用下显著提高，有利于载药胶束在癌变细胞
微环境中快速、靶向的发挥作用。

[0035] 6、本发明三重刺激响应性界面交联聚合物胶束的药物负载能力好(如给药量为胶束质量的10％时，包覆率为60％)。

附图说明

[0036] 图1是实施例1制备的式VII‑1双亲嵌段聚合物的核磁氢谱图(溶剂为CDCl3)。

[0037] 图2是实施例1制备的式V‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(a)、VI‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(b)、式IV‑1疏水性
嵌段聚合物(c)和式VII‑1双亲嵌段聚合物(d)的红外谱图。

[0038] 图3是芘在不同浓度实施例1制备的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束中的荧光谱图(激发波长为340nm)。

[0039] 图4是图3中芘的I3/I1和实施例1制备的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束浓度对数(logC)的分析谱图。

[0040] 图5是实施例1制备的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同光照时间下的紫外分光谱图(胶束浓度为0.5mg/mL)。

[0041] 图6是实施例1制备的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同条件下(无刺激、UV光照、10mM H2O2、10mM GSH、10mM H2O2&365nm UV、10mM GSH&365nm UV、、10mM H2O2&
10mM GSH&365nm UV)的DLS曲线谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0042] 图7是实施例1制备的未交联胶束和三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同条件下(无刺激、10倍DMF稀释)的DLS曲线谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0043] 图8是实施例2制备的负载有NR的未交联胶束在不同刺激触发下(无刺激、UV光照、10mM H2O2、10mM GSH、10mM H2O2&365nm UV、10mM GSH&365nm UV、10mM H2O2&10mM GSH&
365nm UV)的药物释放曲线图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0044] 图9是实施例2制备的负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同刺激触发下(无刺激、UV光照、10mM H2O2、10mM GSH、10mM H2O2&365nm UV、10mM GSH&365nm 
UV、10mM H2O2&10mM GSH&365nm UV)的药物释放曲线图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0045] 图10是负载有NR的未交联胶束在不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0046] 图11是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0047] 图12是负载有NR的未交联胶束在不同H2O2浓度下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0048] 图13是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同H2O2浓度下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0049] 图14是负载有NR的未交联胶束在不同GSH浓度下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0050] 图15是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在不同GSH浓度下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0051] 图16是负载有NR的未交联胶束在10mM H2O2和不同时间365nmUV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0052] 图17是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在10mM H2O2和不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0053] 图18是负载有NR的未交联胶束在10mM GSH和不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0054] 图19是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在10mM GSH和不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0055] 图20是负载有NR的未交联胶束在10mM H2O2&GSH和不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

[0056] 图21是负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束在10mM H2O2&GSH和不同时间365nm UV光照射下的荧光光谱图(胶束浓度为0.2mg/mL)。

具体实施方式

[0057] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

[0058] 实施例1

[0059]

[0060] 1、将草酰氯(18.00mL，209.76mmol)与无水二氯甲烷(DCM，60.00mL)加入到100mL单口圆底烧瓶中，在冰浴条件下滴加2‑丙炔‑1‑醇(5.00g，89.28mmol)，滴加完后常温反应
3h。反应完后将反应液在98℃下减压蒸馏，得到无色透明油状物丙炔氧基草酰氯(8.65g，收
率81％)。

[0061] 将双(2‑羟基乙基)二硫醚(1.84g，11.93mmol)、TEA(2.40g，24.00mmol)和精制的THF(10.00mL)加入至100mL单口圆底烧瓶中，在冰浴下滴加丙炔氧基草酰氯(4.00g，
27.30mmol)，滴加完后常温反应12h，得到无色透明液体，即式I化合物(3.87g，收率87％)。

[0062] 2、在氮气保护下，将5‑(2‑羟基乙氧基)‑2‑硝基苯甲醇(2.50g，11.68mmol)、TEA(3.05g，29.90mmol)和THF(80.00mL)加入到250mL三口烧瓶中，滴加2‑溴异丁酰溴(6.00g，
26.09mmol)，滴加完后常温反应24h。反应完后通过柱色谱分离法纯化，展开剂为乙酸乙酯
与石油醚体积比1:4的混合液，30℃真空旋转蒸发除去溶剂，25℃真空干燥后得到淡黄色固
体(5.06g，收率85％)，即式II化合物。

[0063] 3、将式II化合物(2.30g，4.50mmol)、NaN3(1.00g，15.38mmol)和DMF(30.00mL)加入至100mL单口圆底烧瓶中，在60℃下反应24h。反应结束后，加入50.00mL乙酸乙酯，用饱和
氯化胺水溶液、水分别洗三次，收集有机相并25℃干燥12h，通过柱色谱分离纯化，展开剂为
乙酸乙酯与石油醚体积比1:3的混合液，真空旋转蒸发法除去溶剂，25℃真空干燥12h，得到
淡黄色液体(1.51g，77％)，即式III化合物。

[0064] 4、将式I化合物(0.35g，0.93mmol)、式III化合物(0.43g，0.98mmol)，PMDETA(0.08g，0.46mmol)、干燥的乙腈(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加
入CuBr(0.06g，0.42mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在60℃下反应12h。再次加
入式III化合物(0.05g，0.11mmol)，继续反应4h。反应结束后，用THF(2.00mL)淬灭，混合液
通过中性氧化铝柱，利用去离子水透析三天(透析袋：3.5kD)，冷冻干燥得淡黄色物质
(0.68g)，即式IV‑1疏水性嵌段聚合物。

[0065] 5、依次将alkyne‑Br(0.0771g，0.33mmol)、PMDETA(0.0506g，0.29mmol)、DMAEMA(3.27g，20.80mmol)、干燥的DMF(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加
入CuBr(0.052g，0.36mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在60℃下反应6h。反应结
束后，用THF(2.00mL)淬灭，过中性氧化铝柱子，旋蒸除大部分溶剂后，利用去离子水透析三
天(透析袋：3.5kD)，冻干后得到白色固体(0.93g)，即式V‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二
甲氨基乙酯。

[0066] 6、依次将式V‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(0.90g，0.19mmol)、PMDETA(0.052g，0.30mmol)、数均分子量约为300的PEGMA(0.60g，2.00mmol)、干燥的DMF
(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加入CuBr(0.053g，0.37mmol)，再
连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在75℃下反应6h。反应结束后，用THF(2.00mL)淬灭，过中
性氧化铝柱子，旋蒸除大部分溶剂后，利用去离子水透析三天(透析袋：5kD)，冻干后得到白
色固体(0.66g)，即式VI‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基
丙烯酸酯。

[0067] 7、将式IV‑1疏水性嵌段聚合物(0.10g，0.012mmol)、式VI‑1端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(0.21g，0.036mmol)、PMDETA(0.04g，
0.23mmol)、DMF(5.00mL)加入到50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加入CuBr
(0.03g，0.21mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在60℃下反应13h。用THF(2.00mL)
稀释，将混合液通过中性氧化铝柱，利用去离子水透析三天(透析袋：10kD)，冷冻干燥得乳
白色海绵状物(0.24g)，即式VII‑1双亲嵌段聚合物。

[0068] 8、将式VII‑1双亲嵌段聚合物(40.00mg，0.002mmol)溶于THF(10.00mL)中，利用透析法形成胶束，得到未交联胶束。取未交联胶束(20.00mL)于100mL圆底烧瓶中，逐滴加入
25.00mg/mLBBAC的THF溶液(2.00mL，0.11mmol)，在30℃下搅拌24h，然后利用去离子水透析
三天(透析袋：10kD)，得到三重刺激响应性界面交联聚合物胶束。

[0069] 采用核磁共振谱仪、红外光谱仪、激光粒度仪、荧光分光光度计、激光光散射凝胶色谱仪和紫外分光光度计对所得样品进行表征，结果见图1～7。由图1可见，三唑环的化学
位移出现在8.22ppm处，而6.91ppm、6.94ppm和7.06ppm三个峰属于式III化合物中芳香质子
氢，5.45ppm和4.30ppm这两个峰属于式I化合物中两个‑CH2‑的化学位移峰，4.03ppm和
2.26ppm归属于DMAEMA，3.36ppm归属于PEGMA，这些表明点击化学反应已发生，说明双亲嵌
‑1 ‑1
段聚合物已经成功合成。由图2可见，2117cm 处出现叠氮和唑环的特征吸收峰，1585cm 处
出现苯环特征峰，这些共同说明双亲嵌段共聚物已经成功合成。由图3和图4可见，三重刺激
响应性界面交联聚合物胶束的CMC值为0.0159mg/mL。经凝胶渗透色谱检测，式V‑1端基为炔
基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的数均分子量为4.85kD，PDI为1.124，式VI‑1端基为炔基
的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的数均分子量为5.799kD，
PDI为1.071，式VII‑1双亲嵌段聚合物的数均分子量为19.779kD，PDI为1.094，通过GPC测量
结果确认该聚合物的分子量及分子量分布，聚合物中疏水部分有10个聚合单元。

[0070] 由图5可见，三重刺激响应性界面交联聚合物胶束溶液随着365nm UV光照射时间的增加，邻硝基苯甲醇在265nm附近的特征吸收峰值减小，说明三重刺激响应性界面交联聚
合物胶束具有光刺激响应性。由图6可见，分别在未施加刺激、365nm UV光照射30min、H2O2作
用10h、GSH作用10h和10mM GSH&H2O2作用10h后，聚合物胶束的平均粒径大小分别为120nm、
145nm、130nm、130nm和160nm；H2O2作用10h、GSH作用10h和10mM GSH&H2O2作用10h后，再UV光
照射30min，胶束粒径分别变为140nm、140nm和250nm，粒径变化和粒径分散程度(DLS曲线峰
的宽度)可以清晰的证明本实施例合成的界面交联聚合物胶束具有光、氧化、还原刺激响应
性。

[0071] 由图7可见，未交联胶束的平均粒径为160nm，PDI为0.115，10倍THF稀释后，胶束的平均粒径变为320nm；三重刺激响应性界面交联聚合物胶束平均粒径为120nm，PDI为0.145，
10倍THF稀释后，胶束的平均粒径变为240nm。界面交联胶束的粒径尺寸比未交联胶束更小，
因为交联使得胶束的链段更加紧密，10倍THF稀释后，界面交联胶束的粒径尺寸变化明显小
于未交联胶束，因为交联结构可以稳定胶束结构，使得胶束结构在稀释条件下不易被破坏。
以上数据表明本实施例合成的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束有较好的结构稳定性。

[0072] 实施例2

[0073]

[0074]

[0075] 1、该步骤与实施例1步骤1相同，得到式I化合物。

[0076] 2、该步骤与实施例1步骤2相同，得到式II化合物。

[0077] 3、该步骤与实施例1步骤3相同，得到式III化合物。

[0078] 4、将式I化合物(0.23g，0.61mmol)、式III化合物(0.27g，0.62mmol)，PMDETA(0.08g，0.46mmol)、干燥的乙腈(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加
入CuBr(0.06g，0.42mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在60℃下反应12h。再次加
入式III化合物(0.05g，0.11mmol)，继续反应4h。反应结束后，用THF(2.00mL)淬灭，混合液
通过中性氧化铝柱，利用去离子水透析三天(透析袋：3.5kD)，冷冻干燥得淡黄色物质
(0.65g)，即式IV‑2疏水性嵌段聚合物。

[0079] 5、依次将alkyne‑Br(0.0784g，0.34mmol)、PMDETA(0.0506g，0.29mmol)、DMAEMA(3.27g，20.80mmol)、干燥的DMF(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加
入CuBr(0.055g，0.38mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在65℃下反应7h。反应结
束后，用THF(2.00mL)淬灭，过中性氧化铝柱子，旋蒸除大部分溶剂后，利用去离子水透析三
天(透析袋：3.5kD)，冻干后得到白色固体(0.95g)，即式V‑2端基为炔基的聚甲基丙烯酸二
甲氨基乙酯。

[0080] 6、依次将式V‑2端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(0.92g，0.20mmol)、PMDETA(0.053g，0.30mmol)、数均分子量约为300的PEGMA(0.69g，2.30mmol)、干燥的DMF
(5.00mL)加入50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加入CuBr(0.053g，0.37mmol)，再
连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在65℃下反应8h。反应结束后，用THF(2.00mL)淬灭，过中
性氧化铝柱子，旋蒸除大部分溶剂后，利用去离子水透析三天(透析袋：5kD)，冻干后得到白
色固体(0.65g)，即式VI‑2端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基
丙烯酸酯。

[0081] 7、将式IV‑2疏水性嵌段聚合物(0.10g，0.014mmol)、式V‑2端基为炔基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯‑b‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(0.25g，0.043mmol)、PMDETA(0.03g，
0.19mmol)、DMF(5.00mL)加入到50mL史莱克管中，连续冻融脱气2次后快速加入CuBr
(0.02g，0.14mmol)，再连续冻融脱气1次，保持氮气氛围，在70℃下反应15h。用THF(2.00mL)
稀释，将混合液通过中性氧化铝柱，透析法纯化产物(透析袋：10kD)，透析三天，冷冻干燥得
乳白色海绵状物(0.25g)，即式VII‑2双亲嵌段聚合物。

[0082] 8、将式VII‑2双亲嵌段聚合物(37.31mg，0.002mmol)溶于DMF(10.00mL)中，利用透析法形成胶束，得到未交联胶束。取未交联胶束(20.00mL)于100mL圆底烧瓶中，逐滴加入
25.00mg/mL BBAC的THF溶液(2.00mL，0.11mmol)，在30℃搅拌24h，然后利用去离子水透析
三天(透析袋：10kD)，得到三重刺激响应性界面交联聚合物胶束。

[0083] 实施例3

[0084] 实施例1的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束作为抗癌药物载体的应用

[0085] 将式VII‑1双亲嵌段聚合物(40.00mg)、尼罗红(NR)(4mg)加入DMF(10.00mL)中，搅拌1h，然后滴加到30.00mL去离子水中，透析三天(透析袋：10kD)，每6h换一次水。透析结束
后得到负载有NR的未交联胶束(简称NCL胶束)。

[0086] 取负载有NR的未交联胶束(20.00mL)于100mL圆底烧瓶中，逐滴加入25.00mg/mL BBAC的THF溶液(2.00mL)，在30℃下搅拌24h，反应结束后利用去离子水透析三天(透析袋：
10kD)，每6h更换一次水。透析结束后得到负载有NR的三重刺激响应性界面交联聚合物胶束
(简称ICL胶束)。

[0087] 采用荧光分光光度计检测(激发波长为560nm，胶束浓度为0.2mg/mL)在单一和多重刺激下聚合物胶束的药物释放曲线，结果见图8～9。由图8和图9可见，NCL胶束在3h NR的
释放约达到封装量的75％，ICL胶束释放NR封装量的75％需要近10h。无刺激条件下，ICL胶
束的释放量稍小于NCL胶束，可以认为ICL胶束的药物封装能力优于NCL胶束。施加365nm UV
光照射30min，NCL胶束和ICL胶束的释放量分别为29％和13％，365nm UV光破坏聚合物结
构，但交联结构可以减缓NR分子的释放速率。10mM H2O2作用15h后，NCL胶束和ICL胶束的释
放量分别为36％和14％；同样条件下施加365nm UV光照射30min，NCL胶束和ICL胶束的释放
量分别为41％和28％，这一结果表明相比于单一刺激，双重刺激条件下，NR的释放量更大，
NCL胶束的NR释放量明显大于ICL胶束，因为ICL胶束中的交联结构阻止了NR的释放。10mM 
GSH作用10h后，NCL胶束和ICL胶束的释放量分别为38％和20％；同样条件下增加365nm UV
光照射30min，NCL胶束和ICL胶束的释放量分别为53％和51％，这一结果表明相比于单一刺
激，双重刺激条件下，NR的释放量更大，NCL胶束的NR释放量稍大于ICL胶束，交联结构可以
阻止NR的释放速率，但对于药物释放量影响有限，GSH可以破坏聚合物链段和交联链段中的
双硫键，使得胶束交联结构遭到破坏。10mM H2O2和GSH作用10h后，NCL胶束和ICL胶束的释放
量分别为55％和53％；相同条件下增加365nm UV光照射30min，NCL胶束和ICL胶束的释放量
分别为77％和74％，相比于双重刺激，三重刺激条件下，NR的释放量更大。三重刺激条件下，
NCL胶束和ICL胶束的释放量基本相同，交联结构对聚合物的释放量几乎没有影响。ICL胶束
释放速率明显慢于NCL胶束，这说明ICL胶束结构稳定性优于NCL胶束。

[0088] 以上数据表明与单一刺激相比较，在多重刺激下，NR的释放量更大，多重刺激条件可以更大程度的破坏聚合物胶束结构的稳定性，可以更有效的触发NR释放。单一相同刺激
条件下，ICL胶束的NR释放量明显低于NCL胶束；多重刺激条件下，NCL胶束和ICL胶束释放量
基本一致，稍低于NCL胶束。界面交联在保证药物释放性能的同时，提高了聚合物胶束结构
的稳定性。

[0089] 通过直接改变载药胶束的环境，进一步表征不同刺激条件下触发NCL胶束和ICL胶束的药物释放试验，如改变光照时间、控制氧化或还原物质的加入量，结果见图10～21。由
图10～11可见，增加365nm UV光照射时间可以明显触发药物释放；由图12～13可见，增加
H2O2浓度，可以有效触发药物的释放；由图14～15可见，增加GSH浓度，可以触发载药胶束药
物的释放；由图16～17可见，在一定的H2O2浓度下，施加365nm UV光，随着光照时间的增加，
药物释放量也在增加；由图18～19可见，在一定的GSH浓度下，施加365nm UV光，随光照时间
增加，药物的释放量也在不断增加；由图20～21可见，在一定浓度H2O2&GSH时，增加365nm UV
光照时间，药物释放量也在不断增加，可以触发载药胶束药物更加高效、快速的释放。整体
上来看，ICL胶束的药物释放量要小于ICL胶束，这也说明交联结构有助于胶束负载药物的
控制释放。