CN101684178A

CN101684178A - pH值敏感型聚氨基酸基反胶束及其制备方法

Info

Publication number: CN101684178A
Application number: CN200910053746A
Authority: CN
Inventors: 陈怡�; 董常明
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-03-31

Abstract

一种纳米化工技术领域的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束及其制备方法，包括：制备聚(L－谷氨酸)－聚乙二醇两嵌段共聚物；制备纳米微胶束溶液；降低纳米微胶束溶液的pH值至4～6可增大胶束粒径，再增大微胶束溶液的pH值至8以上，加入α－环糊精后通过α－环糊精与聚乙二醇链段的主－客体包络配合作用，组装成α－环糊精－聚乙二醇配合物为内核，聚(L－谷氨酸)为外壳的反胶束，实现了胶束的反转。通过pH值敏感型聚氨基酸基聚合物在水溶液中的氢键相互作用，以及利用主－客体超分子包络作用，实现了水溶液体系中自组装纳米胶束核－壳结构的完全反转，使胶束在整个pH值范围内均能稳定形成，其制备方法简便易行。

Description

pH值敏感型聚氨基酸基反胶束及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种化工技术领域的材料及其制备方法，具体是一种pH值敏感型聚氨基酸基反胶束及其制备方法。

背景技术

高分子胶束因其各种各样的独特形貌和特殊性质，已经成为众多科学工作者的研究热点。嵌段共聚物在稀溶液中将形成类似于表面活性剂胶束的‘核-壳结构’，这种在稀溶液中基于选择性溶剂形成的胶束结构含有一个不溶性嵌段组成的内核和可溶性嵌段组成的外壳，得益于其独特的结构及良好的稳定性，这种聚合物胶束在药物运输和靶向载体、纳米反应器等领域的应用显示出光明的前景，对共聚物胶束构筑方法和形成机理的研究有着十分重要的意义。

作为主客体化学的第二代主体分子，α-环糊精(Cyclodextrins，简称α-CD)以其外亲水，内疏水，能选择性地结合多种有机、无机以及生物分子形成主客体包结物的独特性质而备受关注。这种主-客体间相互作用不仅受客体尺寸、极性等影响，而且也受体系的温度、pH、介质极性等外界因素的影响。因此，可以通过选择客体或改变环境条件等方式调节基于这种相互作用的超分子结构，从而控制材料的性能，实现特定的功能。这一独特的两亲性结构可使环糊精作为“主体”包结不同的疏水性“客体”化合物，因而受到了科学工作者的广泛关注。

智能材料是指对环境具有可感知、可响应，并具有功能识别能力的新材料。智能高分子是其中一类，是受到外界环境的物理、化学乃至生物信号变化刺激时，其某些化学或物理性质发生突变的聚合物。因此，运用主-客体化学以及超分子化学，将环糊精与聚氨基酸基共聚物进行包络配合，来构筑具有pH响应性的智能胶束体系，具有重要的意义。

经过对现有技术的检索，未发现本领域类似的现有技术。

发明内容

本发明提供一种pH值敏感型聚氨基酸基反胶束及其制备方法，通过pH值敏感型聚氨基酸基聚合物在水溶液中的氢键相互作用，以及利用主-客体超分子包络作用，实现了水溶液体系中自组装纳米胶束核-壳结构的完全反转，使胶束在整个pH值范围内均能稳定形成，其制备方法简便易行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的组分为聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物(PLG₃₅-b-PEO)，分子式为C₃₇₂H₇₀₈N₃₈O₂₂₀.

本发明涉及pH值敏感型反转复合结构胶束的制备方法，包括以下步骤：

第一步、利用一端具有活性胺基的聚乙二醇作为大分子引发剂引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基酸酐的开环聚合，再利用醋酸和氢溴酸混合体系，脱掉PBLG链段苄基后，得到用于形成反胶束的聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物；

所述的聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物的支臂长度为35个重复单元。

第二步、将线型聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇(PLG₃₅-b-PEO)直接溶解于水后形成聚乳酸乙二醇为内核、聚乙二醇为外壳的纳米微胶束溶液；

所述的纳米微胶束溶液中线型聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇的浓度为1.5mg/mL；

第三步、降低纳米微胶束溶液的pH值至4～6，使得其中的聚乳酸乙二醇链段由于质子化而呈α-螺旋，导致胶束粒径的增大；

所述的降低纳米微胶束溶液的pH值是指：采用25μL微量注射器以每次2μL滴加浓度0.01mol/L HCL溶液，并用精密pH试纸进行测试直至pH值为4～6；

第四步、增大纳米微胶束溶液的pH值至8以上，加入α-环糊精后通过α-环糊精与聚乙二醇链段的主-客体包络配合作用，在超分子作用下聚集成胶束内核，而聚(L-谷氨酸)链段构成反胶束外壳，由此组装成了α-环糊精-聚乙二醇配合物为内核，聚(L-谷氨酸)为外壳的反胶束，实现了胶束的反转。

所述增大纳米微胶束溶液的pH值是指：采用25μL微量注射器逐次4μL浓度为0.1mol/L的NaOH溶液，并用精密pH试纸进行测试直至pH值至8以上；

所述的α环糊精的用量为45mg。

本发明通过α-环糊精与PEG链段间的包络作用和PLG链段间的氢键相互作用，构筑了水溶液中的反胶束体系，使胶束在整个pH值范围内均能稳定形成，其制备方法简便易行。

附图说明

图1为实施例制备示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：制备线型聚氨基酸基超分子反胶束

第一步、利用一端具有活性胺基的聚乙二醇(PEO-NH₂)作为大分子引发剂引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基酸酐(BLG-NCA)的开环聚合，再利用醋酸(CH₃COOH)和氢溴酸(HBr)混合体系，脱掉PBLG链段苄基后，得到用于形成反胶束的聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇(PLG₃₅-b-PEO)两嵌段共聚物，其支臂长度为35个重复单元。

第二步、如图1A所示，采用上述两嵌段共聚物(PLG₃₅-b-PEO，3mg)加入到一个含有磁子的5mL容量瓶，加入2mL去离子水，搅拌溶解2小时后，溶液呈微蓝色浑浊溶液，粒径为52nm；向其中加入HCl溶液，不断降低pH值，纳米微胶束粒径也随着增大，

当pH＝7时，胶束粒径为32nm；当pH＝6时，胶束粒径为59nm；当pH＝4时，胶束粒径为70nm。

第三步、在上述体系中用25μL微量注射器滴加4μL浓度为0.1mol/L的NaOH溶液，并用精密pH试纸进行测试，调节pH值至8以上，然后超声30min后，充分搅拌8h，如图1B所示，使聚合物完全溶解，并在碱性体系中呈单分子分散状态；

第四步、在剧烈搅拌过程中投入45mg的α-环糊精，封好瓶口后超声40min，然后于35℃油浴中搅拌一夜，体系由澄清变为微白色浑浊溶液，如图1D所示，得到粒径均值为200nm的反胶束。

实施例2

采用与实施例1相同步骤，投入9mg的α-环糊精，按与实施例1相同的方法制备得到粒径均值为112nm的反胶束。

实施例3

采用与实施例1相同步骤，投入90mg α-环糊精，按与实施例1相同的方法制备得到粒径均值为380nm的反胶束。

Claims

1、一种pH值敏感型聚氨基酸基反胶束，其特征在于，其组分为聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物，分子式为C₃₇₂H₇₀₈N₃₈O₂₂₀。

2、根据权利要求1所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、利用一端具有活性胺基的聚乙二醇作为大分子引发剂引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧基酸酐的开环聚合，再利用醋酸和氢溴酸混合体系，脱掉聚谷氨酸苄酯链段苄基后，得到用于形成反胶束的聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物；

第二步、将线型聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇直接溶解于水后形成聚(L-谷氨酸)为内核、聚乙二醇为外壳的纳米微胶束溶液；

第三步、降低纳米微胶束溶液的pH值至4～6，使得其中的聚(L-谷氨酸)链段由于质子化而呈α-螺旋，导致胶束粒径的增大；

3、根据权利要求2所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征是，所述的聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇两嵌段共聚物的支臂长度为35个重复单元。

4、根据权利要求2所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征是，所述的纳米微胶束溶液中线型聚(L-谷氨酸)-聚乙二醇的浓度为1.5mg/mL。

5、根据权利要求2所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征是，所述的降低纳米微胶束溶液的pH值是指：采用25μL微量注射器以每次2μL滴加浓度0.01mol/L HCL溶液，并用精密pH试纸进行测试直至pH值为4～6。

6、根据权利要求2所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征是，所述增大纳米微胶束溶液的pH值是指：采用25μL微量注射器逐次4μL浓度为0.1mol/L的NaOH溶液，并用精密pH试纸进行测试直至pH值至8以上。

7、根据权利要求2所述的pH值敏感型聚氨基酸基反胶束的制备方法，其特征是，所述的α环糊精的用量为45mg。