动脉粥样硬化造影剂PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO的合成及性能

doi:10.7503/cjcu20150391

高等学校化学学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (10): 2061.doi: 10.7503/cjcu20150391

动脉粥样硬化造影剂PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO的合成及性能

胡齐¹, 方超¹, 赵外鸥², 李亚鹏¹(), 陈霞², 王静媛¹

1. 吉林大学化学学院, 麦克德尔米德实验室, 长春 130012
2. 吉林大学第一医院, 长春 130021

收稿日期:2015-05-15 出版日期:2015-10-10 发布日期:2015-08-26
作者简介:联系人简介: 李亚鹏, 男, 博士, 副教授, 主要从事医用高分子材料研究. E-mail:maishilou134@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 20904014)资助

Synthetic of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO as a Magnetic Resonance Contrast Agent for Atherosclerosis^†

HU Qi¹, FANG Chao¹, ZHAO Wai’ou², LI Yapeng^1,^*(), CHEN Xia², WANG Jingyuan¹

1. College of Chemistry, Alan G. MacDiarmid Institute, Jilin University, Changchun 130012, China
2. The First Hospital of Jilin University, Changchun 130021, China

Received:2015-05-15 Online:2015-10-10 Published:2015-08-26
Contact: LI Yapeng E-mail:maishilou134@163.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.20904014)

摘要/Abstract

摘要：

利用乙二胺(EDA)对聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)进行开环反应, 制备了侧链多氨基聚合物PGMA-EDA; 再利用聚乙二醇(PEG-COOH)和硫酸葡聚糖钠盐(DS)分别对PGMA-EDA上氨基进行酰胺化反应和还原胺化反应, 制备含动脉粥样硬化斑块靶向分子DS的双亲性接枝共聚物PGMA-EDA-g-PEG-g-DS. 通过核磁共振(¹H NMR)谱和红外光谱(FTIR)表征了聚合物的结构. 利用凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的数均分子量M_n=16255, 多分散性指数PDI=1.54. 采用配体交换法, 利用该聚合物对油胺配体超顺磁性氧化铁纳米粒子进行修饰, 制备了水溶性氧化铁纳米粒子PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO. 通过透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征了纳米粒子的形貌和粒度, 采用热重分析(TGA)和振动样品磁强(VSM)仪表征了纳米粒子的包覆率和磁强度. 采用细胞计数试剂盒(CCK)测定了纳米粒子的细胞毒性, 结果表明, 水溶性纳米粒子的生物相容性较好, 可作为动脉粥样硬化斑块的特异性磁共振检测用造影剂.

关键词: 动脉粥样硬化造影剂, 磁共振成像, 氧化铁纳米粒子, 硫酸葡聚糖钠盐, 乙二胺, 聚乙二醇, 聚甲基丙烯酸缩水甘油酯

Abstract:

To design a new magnetic resonance(MR) imaging contrast agent of atherosclerosis, poly(glycidyl methacrylate)-graft-ethane diamine(PGMA-g-EDA) was prepared by the ring-opening reaction of PGMA which was synthesized by atom transfer radical polymerization(ATRP). Poly-ethylene glycol(PEG) and dextran sulfate(DS) were graft modified to PGMA-g-EDA continuously via amidation reaction and reductive amination to synthesis PGMA-EDA-g-PEG-g-DS. The structure and properties of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS were characterized through nuclear magnetic resonance(¹H NMR). Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) and gel permeation chromatography(GPC). The superparamagnetic iron oxide nanoparticles(IONPs) were coated with PGMA-EDA-g-PEG-g-DS by ligand exchange to prepare water-soluble IO. The transmission electron microscopy(TEM) analysis indicated that micelles were well dispersed in water and had uniform sizes. The result of thermogravimetric analysis(TGA) indicated that about 70%(mass fraction) polymers coated on the surface of IO. The cell counting kit(CCK) assay showed no significant toxicity to RAW264.7. The above results confirm that PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO can be used as a potential contrast agent for atherosclerosis MR imaging.

Key words: Contrast agent of atherosclerosis, Magnetic resonance imaging, Iron oxide nanoparticles, Dextran sulfate, Ethane diamine, Polyethylene glycol, Poly(glycidyl methacrylate)

中图分类号:

O631

TrendMD:

胡齐, 方超, 赵外鸥, 李亚鹏, 陈霞, 王静媛. 动脉粥样硬化造影剂PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO的合成及性能. 高等学校化学学报, 2015, 36(10): 2061.

HU Qi, FANG Chao, ZHAO Wai’ou, LI Yapeng, CHEN Xia, WANG Jingyuan. Synthetic of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO as a Magnetic Resonance Contrast Agent for Atherosclerosis^†. Chem. J. Chinese Universities, 2015, 36(10): 2061.

图/表 8

Scheme 1 Synthesis of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS copolymer and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO

Fig.1 1H NMR spectra of PGMA(A), PGMA-EDA-g-PEG(B) and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS(C)^Peak numbers are corresponding to the stations for compounds in Scheme 1.

Fig.2 FTIR spectra of PGMA(a), PGMA-EDA-g-PEG(a) and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS(c)

Fig.3 GPC curves of PGMA(a), PGMA-EDA-g-PEG(b) and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS(c)

Fig.4 TEM images of initial IONPs(A) and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO(B)

Fig.5 DLS spectra of initial IONPs(A) in chloroform and PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO(B) in water

Fig.6 TGA curve of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO at 10 ℃/min

Fig.7 VSM analysis of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO

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Synthetic of PGMA-EDA-g-PEG-g-DS@IO as a Magnetic Resonance Contrast Agent for Atherosclerosis^†

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