CN101357315B - 一种具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法。利用沉淀聚合在磁性二氧化硅微球表面包覆具有温度响应性的和带有胺基官能基团的聚合物壳层，然后使用三乙胺作为催化剂，催化胺基与光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯之间的反应，从而在微球的聚合物壳层表面上修饰一定量的光敏基团，最终得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。本发明方法简单，原料易得，制备的功能微球在水中分散性很好，尺寸可控。该方法制备得到的功能微球可以对外界的多种刺激做出响应，可以用作药物载体，实现对药物的靶向控制释放。
Description
技术领域
本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法。
背景技术
刺激响应性的功能微球是一类具有特殊功能，广泛用于药物载体的“智能材料”，其可以在特定条件下通过其自身物理化学性质的改变而对外界刺激，如温度、离子强度、pH值和磁场等做出敏锐的应答，从而实现药物的与定点可控释放。近年来研究比较多的有磁靶向功能微球、环境响应(光、pH、温度等)功能微球等。在这些刺激中，温度是外界刺激中被应用得最广泛的一种，改变温度不仅容易操控，还可以方便的应用于体内和体外。光刺激也具有独特的优势。因为外加光的时间和位置可以精确地控制，这样可以实现对响应体的精确可控刺激。磁响应性的功能微球在外界磁场的操控下，不仅可以实现药物的靶向移动，而且可以提高药物传输的速度。
相比较单一刺激相应性的功能微球，具有二重及多重响应性的功能微球不仅增加了功能微球自身的多重可控性，同时也实现了体系多功能化，是目前研究的重点。但目前文献报道较多的是具有二重刺激响应性的功能微球，对于具有三重响应性的功能微球的报道较少。
发明内容
本发明的目的在于提出一种简单易行的具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法，其原料易得，制备过程简单，重复性好，在水中分散稳定，且具有光、温度及磁三重响应性。
本发明提出的具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法，首先在水相中利用沉淀聚合制备温度敏感聚合物壳层的磁性微球，然后在其表面修饰光敏分子从而制得多重环境响应性的功能微球。
本发明提出的具有光/温度/磁多重响应性的功能微球的制备方法，其具体制备步骤如下：
(1)将修饰有双键的磁性二氧化硅微球和甲基丙烯酸胺乙酯AEMA分散在水中，然后加入N-异丙基丙烯酰胺NIPAM和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体MBA，在氮气保护条件下升温至65～75℃，温度稳定后加入引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，反应4～6小时后产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水；其中，磁性二氧化硅微球和AEMA的质量比为5：2，NIPAM的加入量为AEMA质量的4～18倍，MBA的加入量为AEMA和NIPAM质量总和的1～5％，引发剂的用量为AEMA和NIPAM质量总和的2％-6％，反应物的固含量控制在0.2％-1.5％；
(2)将步骤(1)所得的冻干的产物重新分散到N，N-二甲基甲酰胺DMF溶剂中，加入催化剂三乙胺和光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯sc-DNQ的DMF溶液，避光反应3-5小时后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂，然后重新分散在水中，制得具有光、温度、磁多重响应性功能微球；其中sc-DNQ的用量为AEMA投料的物质的量的0.2-3倍之间，三乙胺为sc-DNQ的物质的量的1.2-5倍，反应物的浓度范围在0.05-10mg/mL之间。
目前国内外制备刺激响应性的功能微球的方法主要是具有单一或二重响应性的功能微球，相比较来言，本发明具有以下特点：(1)功能微球具有光、温度及磁三重响应性。(2)制备的功能微球为核壳结构，壳层厚度及响应速率可通过沉淀聚合中加入的单体量进行有效的调节控制。(3)该功能微球可以用作药物载体，利用微球的磁靶向作用及聚合物壳层的响应速率，实现药物定点靶向的可控释放。
附图说明
图1为功能微球的透射电镜图。
具体实施方式
实施例1：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)160mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)2.0mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾10mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺72.7mg和溶有64.8mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例2：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)520mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)5.6mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾28mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺87.3mg和溶有194.5mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例3：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)720mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)7.6mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾45.6mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺14.5mg和溶有13.0mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例4：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)280mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)9.6mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾19.2mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺121.2mg和溶有129.7mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例5：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)520mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)11.2mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾28mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺24.2mg和溶有32.4mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例6：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)440mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)17.6mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾17.6mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺72.7mg和溶有97.2mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
实施例7：在100mL三颈瓶中，加入溶有100mg修饰有双键的磁性二氧化硅微球的水溶液50mL，加入N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)600mg、甲基丙烯酸胺乙酯(AEMA)40mg以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体(MBA)12.8mg，在N2条件下升温至65-75℃，稳定0-1h小时后加入引发剂过硫酸钾32mg，反应4-6小时后结束。所得产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水。
将冻干的产物在高速搅拌的条件下重新分散到40mL的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，然后加入催化剂三乙胺121.3mg和溶有97.2mg光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯的DMF溶液5mL，避光反应3-5h后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂。然后重新分散在水中，得到具有光/温度/磁多重响应性的功能微球。
Claims (1)
1.一种具有光、温度及磁三重响应性的功能微球的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
(1)将修饰有双键的磁性二氧化硅微球和甲基丙烯酸胺乙酯AEMA分散在水中，然后加入N-异丙基丙烯酰胺NIPAM和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺单体MBA，在氮气保护条件下升温至65～75℃，温度稳定后加入引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，反应4～6小时后产物用水通过反复离心洗涤的方法除去未反应的单体，然后冻干除去水；其中，磁性二氧化硅微球和AEMA的质量比为5∶2，NIPAM的加入量为AEMA质量的4～18倍，MBA的加入量为AEMA和NIPAM质量总和的1～5％，引发剂的用量为AEMA和NIPAM质量总和的2％-6％，反应物的固含量控制在0.2％-1.5％；
(2)将步骤(1)所得的冻干的产物重新分散到N，N-二甲基甲酰胺DMF溶剂中，加入催化剂三乙胺和光敏分子2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯sc-DNQ的DMF溶液，避光反应3-5小时后，所得产物用DMF反复离心洗涤除去未反应的光敏分子和催化剂，然后重新分散在水中，制得具有光、温度及磁三重响应性功能微球；其中sc-DNQ的用量为AEMA投料的物质的量的0.2-3倍之间，三乙胺为sc-DNQ的物质的量的1.2-5倍，反应物的浓度范围在0.05-10mg/mL之间。
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