本發(fā)明涉及兩親性納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兩親性聚合物納米微球載體及其制備方法。

背景技術(shù)：

由兩種組分或多種不同組分制備的納米級或微米級的核殼型聚合物粒子與單一組分相比，其物理與化學(xué)性質(zhì)得到了顯著提升，此類聚合物納米粒子在生物醫(yī)藥和表面涂層領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值。近幾十年來，具有特定結(jié)構(gòu)與表面特性的核殼膠體材料的制備方法得到了迅猛發(fā)展，在這類核殼膠體材料中，由于兩親性核殼型聚合物粒子(一般由疏水內(nèi)核和親水殼構(gòu)成)在現(xiàn)代材料科學(xué)和膠體與界面科學(xué)領(lǐng)域具有寬的適用性，引起了人們的廣泛關(guān)注。

公開號為cn1760227a，名稱為“具有疏水核心、親水表面的納米粒及其制備方法和應(yīng)用”的發(fā)明，該公開了一種具有疏水核心、親水表面的納米粒及其制備方法和應(yīng)用，其可用于藥物、營養(yǎng)及化妝品的生產(chǎn)。此發(fā)明使用了天然高分子殼聚糖作為原料之一，具有穩(wěn)定性較好及載活性成分量高的特點(diǎn)，但是其制備過程合成三嵌段聚合物，反應(yīng)時(shí)間達(dá)十幾個(gè)小時(shí)以上，而且還要冷凍干燥，生產(chǎn)成本高，不易工業(yè)化。

公布號為cn105999289a，名稱為“一種二元超兩親性納米粒子溶液及其制備方法和應(yīng)用”的發(fā)明，該公開了一種以全甲基咪唑陽離子取代的β-環(huán)糊精為主體，以金剛烷的某一種衍生物為客體，通過主-客體疏水鍵合作用構(gòu)筑了超兩親納米組裝體。其相容性較好，具有很好的穩(wěn)定性，在基因傳遞和基因控制表達(dá)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。但是其制備方法雖然簡單，但是過程使用緩慢滴加和超聲裝置，且產(chǎn)物濃度低，粒徑較不均一，只能實(shí)驗(yàn)室小批量制備，不易工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種兩親性聚合物納米微球載體及其制備方法，該方法制備的載體粒徑均一，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種兩親性聚合物納米微球載體的制備方法，包括以下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，稱量化合物0.2-0.6份，丙烯酸酯類單體1-3份，叔丁基過氧化氫水溶液0.2-0.5份，水60-90份以及乙酸0.5-1.5份；其中，化合物為殼聚糖或殼聚糖衍生物；

2)將水、乙酸和化合物混合，攪拌均勻，得到殼聚糖水溶液；

3)通入氮?dú)獾臈l件下，將殼聚糖水溶液和丙烯酸酯類單體混合，然后在35-55℃下滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至70-80℃反應(yīng)1.5-3h，得到乳液；

4)將步驟3)制得的乳液進(jìn)行透析，得到兩親性聚合物納米微球載體。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一種或兩種任意配比的混合物。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述殼聚糖的分子量為800～12000。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述殼聚糖衍生物為巰基殼聚糖。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述叔丁基過氧化氫水溶液的質(zhì)量濃度為30％。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述透析具體是：采用截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h。

一種兩親性聚合物納米微球載體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明采用叔丁基過氧化氫為引發(fā)劑，通過殼核乳液聚合技術(shù)制備了具有疏水核心、親水表面的聚合物納米微球載體。天然高分子殼聚糖作為親水表面，其本身含有氨基和羥基等，所以親水性殼不僅提供不同的表面基團(tuán)，還可在納米微球表面進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)修飾與生物交聯(lián)。親水性殼還可封裝和包裹治療劑和顯影劑等活性分子，并提高粒子的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用的原料無毒，反應(yīng)完全，使得反應(yīng)重現(xiàn)性好，利于工業(yè)化，本發(fā)明的原料無殘留，不會影響后面生物上面的應(yīng)用。

(2)加入丙烯酸酯類單體進(jìn)行核殼乳液聚合得到的丙烯酸酯類聚合物作為疏水核心，納米微球的核可依據(jù)應(yīng)用需要改變配方，添加軟單體和硬單體，提供不同機(jī)械性質(zhì)(硬核或軟核)。一些高活性的治療急難病癥的藥物分子或金屬也可包覆至核結(jié)構(gòu)中，可避免此類敏感性材料或分子受到外界化學(xué)或物理環(huán)境的影響。

(3)本發(fā)明的原料天然高分子殼聚糖降解性好且價(jià)格低廉，并且合成的兩親性納米微球載體粒徑均一，無毒，無刺激性，并且具有良好的生物相容性，可降解性好。

(4)本發(fā)明制備工藝簡單，周期短，成本低，操作方便，有很大的工業(yè)化前景。

(5)本發(fā)明制備的兩親性聚合物納米微球載體可用于藥物載體、基因載體、雜化材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1大分子量殼聚糖制備的納米微球載體低放大倍數(shù)的掃描電鏡圖。

圖2為實(shí)施例1大分子量殼聚糖制備的納米微球載體高放大倍數(shù)的掃描電鏡圖。

圖3為實(shí)施例1大分子量殼聚糖制備的納米微球載體透射電鏡圖。

圖4為實(shí)施例1大分子量殼聚糖制備的粒徑分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明中的殼聚糖衍生物為巰基殼聚糖，其制備方法是用巰基乙酸和殼聚糖(分子量800-12000)反應(yīng)，使得殼聚糖上面氨基和巰基乙酸的羧基反應(yīng)，殼聚糖就連上了巰基。巰基殼聚糖只是衍生物中一種，可以任意合成其他基團(tuán)的殼聚糖。

實(shí)施例1

1)稱量：殼聚糖0.3g，丙烯酸酯類單體1.5g，叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量濃度為30％)0.25g，去離子水75g，乙酸0.5g；其中，殼聚糖的分子量為12000；其中，所述丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸丙酯。

2)將去離子水，乙酸和殼聚糖依次加入100ml燒杯中，45℃磁力攪拌0.5h，使殼聚糖溶解，溶解完畢后過濾掉未溶解部分后，冷卻至室溫，得到殼聚糖水溶液。

3)通過乳液聚合方法，制備粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體：將步驟2)制得的殼聚糖水溶液和甲基丙烯酸甲酯加入裝有溫度計(jì)、磁力攪拌、冷凝管和氮?dú)馔ㄈ肟诘?50毫升四口燒瓶中，在35℃下通n230min后，滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至70℃反應(yīng)3h，冰水浴停止反應(yīng)，得到乳液。

4)將步驟3)制得乳液裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h，即得粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體。

實(shí)施例1制備的兩親性聚合物納米微球載體中天然高分子殼聚糖作為親水表面和丙烯酸烷基酯聚合物作為疏水核心。

從圖1可以看出，大分子量的殼聚糖作為原料的產(chǎn)物，形成了均一的納米微球，粒徑約為100nm。

從圖2可以看出，大分子量的殼聚糖作為原料的產(chǎn)物，形成了均一的納米微球，粒徑約為100nm。

從圖3可以看出，大分子量的殼聚糖作為原料的產(chǎn)物，形成了核殼結(jié)構(gòu)的納米微球，相對亮的區(qū)域?yàn)楸┧狨ヮ惥酆衔?，相對暗的區(qū)域?yàn)闅ぞ厶牵郊s為100nm。

從圖4可以看出，大分子量的殼聚糖作為原料的產(chǎn)物，形成粒徑約為100nm左右的納米微球，尺度較均一。

實(shí)施例2

1)按質(zhì)量份數(shù)稱量：殼聚糖0.2份，丙烯酸酯類單體1份，叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量濃度為30％)0.5份，去離子水60份，乙酸1.5份；其中，殼聚糖的分子量為800；其中，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯與丙烯酸乙酯任意比例的混合物。

2)將去離子水，乙酸和殼聚糖依次加入100ml燒杯中，25℃磁力攪拌2h，使殼聚糖溶解，溶解完畢后過濾掉未溶解部分后，冷卻至室溫，得到殼聚糖水溶液。

3)通過乳液聚合方法，制備粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體：將步驟2)制得的殼聚糖水溶液和丙烯酸酯類單體加入裝有溫度計(jì)、磁力攪拌、冷凝管和氮?dú)馔ㄈ肟诘?50毫升四口燒瓶中，在55℃下通n230min后，滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至80℃反應(yīng)1.5h，冰水浴停止反應(yīng)，得到乳液。

4)將步驟3)制得乳液裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h，即得粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體。

實(shí)施例3

1)按質(zhì)量份數(shù)稱量：殼聚糖0.6份，丙烯酸酯類單體3份，叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量濃度為30％)0.2份，去離子水80份，乙酸1份；其中，殼聚糖的分子量為2000；其中，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸丙酯與丙烯酸異丙酯任意配比的混合物。

2)將去離子水，乙酸和殼聚糖依次加入100ml燒杯中，30℃磁力攪拌1.5h，使殼聚糖溶解，溶解完畢后過濾掉未溶解部分后，冷卻至室溫，得到殼聚糖水溶液。

3)通過乳液聚合方法，制備粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體：將步驟2)制得的殼聚糖水溶液和丙烯酸酯類單體加入裝有溫度計(jì)、磁力攪拌、冷凝管和氮?dú)馔ㄈ肟诘?50毫升四口燒瓶中，在40℃下通n230min后，滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至75℃反應(yīng)2h，冰水浴停止反應(yīng)，得到乳液。

4)將步驟3)制得乳液裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h，即得粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體。

實(shí)施例4

1)按質(zhì)量份數(shù)稱量：殼聚糖0.5份，丙烯酸酯類單體2份，叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量濃度為30％)0.4份，去離子水90份，乙酸0.5份；其中，殼聚糖的分子量為7000；其中，所述丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸丙酯與甲基丙烯酸異丙酯任意配比的混合物。

2)將去離子水，乙酸和殼聚糖依次加入100ml燒杯中，35℃磁力攪拌1h，使殼聚糖溶解，溶解完畢后過濾掉未溶解部分后，冷卻至室溫，得到殼聚糖水溶液。

3)通過乳液聚合方法，制備粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體：將步驟2)制得的殼聚糖水溶液和丙烯酸酯類單體加入裝有溫度計(jì)、磁力攪拌、冷凝管和氮?dú)馔ㄈ肟诘?50毫升四口燒瓶中，在45℃下通n230min后，滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至80℃反應(yīng)2h，冰水浴停止反應(yīng)，得到乳液。

4)將步驟3)制得乳液裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h，即得粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體。

實(shí)施例5

1)按質(zhì)量份數(shù)稱量：殼聚糖衍生物0.4份，丙烯酸酯類單體1份，叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量濃度為30％)0.3份，去離子水65份，乙酸1.5份；其中，殼聚糖衍生物為巰基殼聚糖；所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸月桂酯與甲基丙烯酸月桂酯任意配比的混合物。

2)將去離子水，乙酸和殼聚糖衍生物依次加入100ml燒杯中，30℃磁力攪拌1h，使殼聚糖溶解，溶解完畢后過濾掉未溶解部分后，冷卻至室溫，得到殼聚糖水溶液。

3)通過乳液聚合方法，制備粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體：將步驟2)制得的殼聚糖水溶液和丙烯酸酯類單體加入裝有溫度計(jì)、磁力攪拌、冷凝管和氮?dú)馔ㄈ肟诘?50毫升四口燒瓶中，在45℃下通n230min后，滴加叔丁基過氧化氫水溶液，滴畢，升溫至80℃反應(yīng)2h，冰水浴停止反應(yīng)，得到乳液。

4)將步驟3)制得乳液裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，用去離子水透析24h，即得粒徑均一的兩親性聚合物納米微球載體。

本發(fā)明制備的納米微球載體中天然高分子殼聚糖及其衍生物作為親水表面和丙烯酸烷基酯聚合物作為疏水核心，可以用于藥物載體，基因載體，雜化材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。