CN102604115A - 羧甲基壳聚糖季铵盐/pamam核壳纳米粒及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羧甲基壳聚糖季铵盐/PAMAM核壳纳米粒及制备方法。所述的纳米粒为端氨基的聚酰胺-胺树枝状大分子接枝羧甲基壳聚糖季铵盐构成的壳聚糖衍生物，该壳聚糖衍生物在水溶液中自聚集成核壳纳米粒。其制备方法包括：以CTA对壳聚糖2位氨基进行季铵化修饰；再以氯乙酸对壳聚糖季铵盐6位羟基进行羧甲基修饰，合成羧甲基壳聚糖季铵盐；然后利用NHS/EDC活化羧甲基壳聚糖季铵盐的羧基，以其键接端氨基的聚酰胺-胺树枝状大分子合成树枝化的壳聚糖衍生物。本发明的制备过程条件简单温和、产物易于提纯；所制备的树枝化壳聚糖衍生物核壳纳米粒具有良好的水溶性和功能性，在抗菌、基因转载和药物控释领域具有诱人的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒及制备方法，更具体的是指羧甲基化的壳聚糖季铵盐接枝端氨基的聚酰胺-胺树枝状大分子(PAMAM)的核壳纳米粒及制备方法，属于功能高分子材料领域。
背景技术
壳聚糖是唯一的天然碱性多糖。它仅溶于pH＜6.5的稀酸溶液，但在水和碱性溶液中难以溶解。将不同的基团引入壳聚糖的分子链，一方面可以改善壳聚糖的水溶性，更重要的是不同基团的引入将赋予壳聚糖更多的功能。因此，对壳聚糖进行化学改性是壳聚糖研究领域中最活跃的课题。
壳聚糖季铵盐是一种水溶性的壳聚糖衍生物。具有吸湿、保湿性等优良性能。由于其分子链的正电性，对于阴离子型或非离子型工业废水有很好的絮凝作用；同时具有良好的抗菌性，对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果明显优于壳聚糖。但是，作为组织工程材料应用于人体时，高的正电性将降低材料的生物相容性。将壳聚糖季铵盐的6-位羟基羧甲基化，在维持较高的季铵化取代度以保证良好水溶性和抗菌性的基础上，羧基的解离可以调节分子链的正电荷密度，另一方面为进一步引入其它基团提供了一个空间位阻较小的反应位点。
由于尺寸小、比表面积大等特性，壳聚糖纳米粒具有比壳聚糖更为优良的性能。常见的制备壳聚糖纳米粒的方法有共价交联法、离子交联法和自组装法。共价交联法中通常使用戊二醛作为交联剂。但是研究表明戊二醛对细胞生长发育产生不良影响。离子交联法通常使用三聚磷酸盐(TPP)、柠檬酸盐和硫酸盐作为离子交联剂，制备条件温和，且交联剂无毒，是目前最为常见的制备方法。自组装法则是利用化学改性后的两亲性壳聚糖在溶液中的自聚集组装特性来制备壳聚糖纳米粒子。通过调节两亲性壳聚糖分子链的亲疏水性来调控所得纳米粒子的粒径大小。树枝状大分子具有高度枝化、结构规整可控、端基易于改性等特点。将树枝状大分子引入壳聚糖分子链，在疏水作用、氢键作用和静电作用等的共同作用下，所得树枝化壳聚糖衍生物在溶液中自聚集成核壳型纳米粒子。目前，采用自组装法制备树枝化的壳聚糖等天然聚多糖核壳型纳米粒子还少有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒及制备方法。所述的羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，具有良好的水溶性和功能性，在抗菌、基因转载和药物控释等领域具有诱人的应用前景；其制备过程条件温和、产物易于提纯。
本发明通过以下的技术方案实现。一种羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，其特征在于，它是由重均分子量为8×104～8×105、脱乙酰度为60～100％、季铵化取代度x为65～95％和羧甲基化取代度y为70～90％的式1所示的羧甲基壳聚糖季铵盐，通过其上的羧甲基键接端氨基的聚酰胺-胺树枝状大分子构成的壳聚糖衍生物，该壳聚糖衍生物在水溶液中自聚集成以聚酰胺-胺树枝状大分子为核，以羧甲基壳聚糖季铵盐为壳的核壳型纳米粒。
所述的聚酰胺-胺树枝状大分子为以乙二胺为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子，或为以氨为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子。所述以乙二胺为核的1代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式2所示，以乙二胺为核的2代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式3所示，以氨为核的1代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式4所示，以氨为核的2代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式5所示。
所述的羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒制备方法，其特征在于包括以下过程：
1.羧甲基壳聚糖季铵盐的合成
(1)N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖的合成
搅拌条件下，将壳聚糖悬浮于异丙醇中，配制成浓度为20mg/ml～1g/ml的壳聚糖的异丙醇溶液，按NaOH溶液与异丙醇的体积比为1∶(1～2)，缓慢加入质量分数为40～60％的NaOH溶液中，在温度为50～70℃下碱化2～6h。继续搅拌下，按壳聚糖与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的质量比为1∶(25～45)，以1～3ml/min滴加质量体积分数为69％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)水溶液，然后将温度升高至80～120℃，搅拌反应3～10h。反应结束后，将过滤得到的产物于去离子水中透析48～72h，冷冻干燥，得到N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖。
(2)羧甲基壳聚糖季铵盐的合成
按每毫升NaOH溶液含壳聚糖季铵盐0.1～0.2g，将步骤(1)获得的N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖悬浮于质量分数为40～60％的NaOH溶液中，于-20℃碱化过夜。按每15～30ml异丙醇含壳聚糖季铵盐1g，及按壳聚糖季铵盐与氯乙酸的摩尔比为1∶(3～5)，将碱化后的壳聚糖季铵盐移入异丙醇中，室温继续搅拌下，以0.5～1ml/min滴入质量分数为0.2～0.5g/ml的氯乙酸水溶液。滴加完成后，在温度为40～80℃下搅拌反应8～24h，经过滤，将所得产物用乙醇多次洗涤，于去离子水中透析48～72h，冷冻干燥，得到羧甲基壳聚糖季铵盐。
2.聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
(1)不同代数以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
a.0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(6～10)，以0.5～1ml/min将丙烯酸甲酯滴入乙二胺中。滴加完毕，按每毫升甲醇含乙二胺0.03～0.05g/ml，仍在0～5℃冰水浴，以500～1000转/分钟搅拌下，以0.5～1ml/min滴入无水甲醇。之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应16～24h。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
b.1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的摩尔比为1∶(32～40)，将乙二胺以0.5～1ml/min滴入浓度为0.05～0.1g/ml 0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中。之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应24～48h。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式2所示的1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
c.1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(12～16)，将浓度为0.5～1g/ml丙烯酸甲酯的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入所述浓度为0.05～0.15g/ml 1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中。之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应16～24h。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
d.2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的摩尔比为1∶(100～120)，将乙二胺以0.5～1ml/min缓慢滴入浓度为0.05～0.075g/ml 1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中。之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应24～48h。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式3所示的2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
(2)不同代数以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
a.0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按氨与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(3～5)，将丙烯酸甲酯以0.5～1ml/min滴入到浓度为0.04～0.06g/ml氨的甲醇溶液中，之后，在25～35℃下避光搅拌反应1～2d。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
b.1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的质量比为1∶(40～60)，将浓度为0.05～0.1g/ml的0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入乙二胺中，之后，在0～5℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应3～5d。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式4所示的1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
c.1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(6～8)，将丙烯酸甲酯以0.5～1ml/min滴入到浓度为0.1～0.2g/ml 1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中。之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应1～2d。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
d.2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的质量比为1∶(55～65)，将浓度为0.05～0.1g/ml的1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入乙二胺中。之后，在0～5℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应3～5d。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式5所示的2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
3.羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒的制备
将步骤1制备的羧甲基壳聚糖季铵盐配制成浓度为10～100mg/ml的水溶液，记为A溶液。按羧甲基壳聚糖季铵盐分子链上的羧基与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)及与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)的摩尔比为1∶(0.5～10)∶(0.5～20)，向A溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌10～30min，然后以0.5～1ml/min滴入浓度为20～100mg/ml的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的水溶液。之后，在0～5℃冰水浴下，以500～1000转/分钟继续搅拌反应1～2h。按羧甲基壳聚糖季铵盐分子链上的羧基与聚酰胺-胺树枝状大分子的摩尔比为1∶(2～6)，在室温搅拌条件下以0.5～1ml/min滴入浓度为0.05～0.5g/ml以乙二胺为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液或以氨为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液，得到混合溶液，然后按照混合溶剂中水和甲醇的体积比为1∶(1～5)，再向混合溶液中加入甲醇，室温以500～1000转/分钟搅拌反应3～6d。反应结束后，旋转蒸发除去剩余溶剂，将反应产物于去离子水中透析48～72h，冷冻干燥，得到羧甲基壳聚糖季铵盐接枝以乙二胺为核的1代或2代的聚酰胺-胺树枝状大分子的核壳纳米粒，或得到羧甲基壳聚糖季铵盐接枝以氨为核的1代或2代的聚酰胺-胺树枝状大分子的核壳纳米粒。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明制备的树枝化壳聚糖衍生物综合了壳聚糖与树枝状大分子的优点，一方面具有良好的水溶性和生物相容性，另一方面树枝状大分子的引入使得壳聚糖衍生物在水溶液中自聚集成核壳纳米粒，并具有可进行化学修饰的表面官能团-氨基，所述的水溶液包括去离子水以及pH值为8以上的缓冲溶液。所得壳聚糖衍生物具有良好的水溶性和功能性，且在水溶液中自聚集成以羧甲基壳聚糖季铵盐为壳，聚酰胺-胺树枝状大分子为核的核壳型纳米粒。本发明所述的羧甲基壳聚糖季铵盐/PAMAM核壳纳米粒有望用作抗菌剂、基因载体和药物控释载体等。(2)本发明所述的制备方法简单，反应条件温和容易控制，产物易于提纯。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的羧甲基壳聚糖季铵盐/1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒的1H NMR谱图。
图2为实施例2制备的羧甲基壳聚糖季铵盐/2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒的1H NMR谱图。
具体实施方式
实施例1
4g壳聚糖(分子量20万，脱乙酰度80％)悬浮于40ml异丙醇中，搅拌下缓慢加入24ml质量分数为40％的NaOH溶液，升温至60℃，以600转/分钟搅拌碱化4h。然后缓慢滴加128ml 69％(w/v)的CTA水溶液，60min滴加完成后，将温度升高至80℃，搅拌反应9h。反应结束后，经过滤得到的反应产物于去离子水中透析72h，冷冻干燥，得到N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖，季铵化取代度为74％。
将4g所述N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖悬浮于30ml质量分数为50％的NaOH溶液中，于-20℃碱化过夜。然后将碱化后的壳聚糖季铵盐移入90ml异丙醇中。在室温，600转/分钟搅拌下，缓慢滴入氯乙酸的水溶液(5.28g氯乙酸溶于15ml去离子水中)。30min滴加完成后，于60℃搅拌反应9h。反应结束后，过滤，将所得产物用乙醇多次洗涤，然后于去离子水中透析72h，冷冻干燥，得到N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖，羧甲基化取代度为76％。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟搅拌下，将12ml丙烯酸甲酯于15min内滴入到1.1ml乙二胺中。之后，在冰水浴搅拌下于30min内缓慢滴入25ml无水甲醇。之后，在35℃下避光搅拌反应21h。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟的转速避光搅拌条件下，将5g上述制备的0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子溶于75ml无水甲醇中，配制成浓度为0.067g/ml的甲醇溶液。然后往上述甲醇溶液中缓慢滴入30ml乙二胺。45min滴加完成后，在室温避光搅拌条件下反应48h。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式2所示的1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子，记为化合物2。
将所得N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖0.3g溶于10ml去离子水中，搅拌溶解得到浓度为30mg/ml的羧甲基壳聚糖季铵盐溶液。往上述溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺0.17g，搅拌15min，然后在2℃冰水浴，以800转/分钟搅拌下缓慢滴入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的水溶液(0.26gEDC溶于5ml去离子水中)。10min滴加完成后，仍在冰水浴下继续搅拌反应1h，充分活化羧甲基壳聚糖季铵盐的羧基。然后在室温搅拌下，于40min内缓慢滴入化合物2的甲醇溶液(1.55g化合物2溶于20ml甲醇)。所得混合溶液用30ml甲醇稀释，室温，以800转/分钟搅拌反应6d。反应结束后，旋转蒸发除去剩余溶剂，将反应产物于去离子水中透析72h，冷冻干燥，得到N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖/1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒。元素分析法测得所得产品中树枝状大分子的接枝率为20％。
实施例2
N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖及化合物2的制备过程与实施例1相同。
在2℃冰水浴氮气保护，以800转/分钟避光搅拌下，将4g化合物2溶于40ml无水甲醇中，配制成浓度为0.1g/ml化合物2的甲醇溶液。冰水浴搅拌下将11.2ml丙烯酸甲酯溶于20ml无水甲醇中，然后缓慢滴入所述化合物2的甲醇溶液中。30min滴加完成后，在35℃下避光搅拌反应24h。反应结束后，50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟避光搅拌下，将6g所述1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子溶于100ml无水甲醇中，得到浓度为0.06g/ml的甲醇溶液。然后往反应体系中缓慢滴入36ml乙二胺。60min滴加完成后，在室温避光搅拌下反应48h。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式3所示的2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子，记为化合物3。
以所述N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖和化合物3为原料，制备N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖/2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，该制备过程与实施例1过程与条件相同，只是将实施例1中1.55g化合物2改变为4.28g化合物3。元素分析法测得所得产品中树枝状大分子的接枝率为17％。
实施例3
N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖的制备过程与实施例1相同。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟搅拌下，将5.0g氨加入120ml无水乙醇中，得到浓度为0.04g/ml氨的甲醇溶液。将90g丙烯酸甲酯100min内滴入到所述氨的甲醇溶液中。之后，在25℃下避光搅拌反应36h。反应结束后，50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟避光搅拌下，将所述2.0g 0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子溶于20ml甲醇溶液中，然后缓慢滴入100g乙二胺中。40min滴加完成后，在冰水浴下避光搅拌反应4d。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式4所示的1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子，记为化合物4。
以化合物4和所述N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖为原料制备N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖/1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，该制备过程与实施例1过程与条件相同，只是将实施例1中1.55g化合物2改变为1.08g化合物4。
实施例4
N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖的制备过程与实施例1相同。化合物4的制备过程与实施例3相同。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟避光搅拌下，将2.0g化合物4溶于10ml无水甲醇中，得到浓度为0.2g/ml化合物4的甲醇溶液。将3.8g丙烯酸甲酯于8min内滴入到所述化合物4的甲醇溶液中。之后，在25℃下避光搅拌反应36h。反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子。
在2℃冰水浴，氮气保护，以800转/分钟避光搅拌下，将所述2.0g 1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子溶于20ml甲醇溶液中，得到0.1g/ml的甲醇溶液，然后于40min内滴入120g乙二胺中。之后，在冰水浴下，避光搅拌反应4d。反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式5所示的2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子，记为化合物5。
以化合物5和所述N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖为原料制备N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵-O-羧甲基壳聚糖/2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，该制备过程与实施例1过程与条件相同，只是将实施例1中1.55g化合物2改变为3.12g化合物5。
上述实施例是本发明较佳的实施方式，但本发明不限定于上述的实施例。在不背离本发明的精神实质和原理的基础上所作的形式上和细节上的任何改变，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，其特征在于，它是由重均分子量为8×104～8×105、脱乙酰度为60～100％、季铵化取代度x为65～95％和羧甲基化取代度y为70～90％的式1所示的羧甲基壳聚糖季铵盐，通过其上的羧甲基键接端氨基的聚酰胺-胺树枝状大分子构成的壳聚糖衍生物，该壳聚糖衍生物在水溶液中自聚集成以聚酰胺-胺树枝状大分子为核，以羧甲基壳聚糖季铵盐为壳的核壳型纳米粒。
2.按权利要求1所述的羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒，其特征在于，聚酰胺-胺树枝状大分子是以乙二胺为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子，或为以氨为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子，所述的以乙二胺为核的1代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式2所示，以乙二胺为核的2代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式3所示，以氨为核的1代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式4所示，以氨为核的2代聚酰胺-胺树枝状大分子结构为式5所示。
3.一种制备权利要求1所述的羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒方法，其特征在于包括以下过程：
1)羧甲基壳聚糖季铵盐的合成
(1)N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖的合成
搅拌条件下，将壳聚糖悬浮于异丙醇中，配制成浓度为20mg/ml～1g/ml的壳聚糖的异丙醇溶液，按NaOH溶液与异丙醇的体积比为1∶(1～2)，缓慢加入质量分数为40～60％的NaOH溶液中，在温度为50～70℃下碱化2～6h，继续搅拌下，按壳聚糖与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的质量比为1∶(25～45)，以1～3ml/min滴加质量体积分数为69％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液，然后将温度升高至80～120℃，搅拌反应3～10h，反应结束后，将过滤得到的产物于去离子水中透析48～72h，冷冻干燥，得到N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖；
(2)羧甲基壳聚糖季铵盐的合成
按每毫升NaOH溶液含壳聚糖季铵盐0.1～0.2g，将步骤(1)获得的N-(2-羟丙基)三甲基氯化铵壳聚糖悬浮于质量分数为40～60％的NaOH溶液中，于-20℃碱化过夜，按每15～30ml异丙醇含壳聚糖季铵盐1g，及按壳聚糖季铵盐与氯乙酸的摩尔比为1∶(3～5)，将碱化后的壳聚糖季铵盐移入异丙醇中，室温继续搅拌下，以0.5～1ml/min滴入质量分数为0.2～0.5g/ml的氯乙酸水溶液，滴加完成后，在温度为40～80℃下搅拌反应8～24h，经过滤，将所得产物用乙醇多次洗涤，于去离子水中透析48～72h，冷冻干燥，得到羧甲基壳聚糖季铵盐；
2)聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
(1)不同代数以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
a.0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(6～10)，以0.5～1ml/min将丙烯酸甲酯滴入乙二胺中，滴加完毕，按每毫升甲醇含乙二胺0.03～0.05g/ml，仍在0～5℃冰水浴，以500～1000转/分钟搅拌下，以0.5～1ml/min滴入无水甲醇，之后在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应16～24h，反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
b.1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的摩尔比为1∶(32～40)，将乙二胺以0.5～1ml/min滴入浓度为0.05～0.1g/ml 0.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中，之后在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应24～48h，反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式2所示的1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
c.1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(12～16)，将浓度为0.5～1g/ml丙烯酸甲酯的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入所述浓度为0.05～0.15g/ml 1代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中，之后在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应16～24h，反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
d.2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的摩尔比为1∶(100～120)，将乙二胺以0.5～1ml/min缓慢滴入浓度为0.05～0.075g/ml 1.5代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中，之后在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应24～48h，反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式3所示的2代以乙二胺为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
(2)不同代数以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
a.0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟搅拌下，按氨与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(3～5)，将丙烯酸甲酯以0.5～1ml/min滴入到浓度为0.04～0.06g/ml氨的甲醇溶液中，之后在25～35℃下避光搅拌反应1～2d，反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
b.1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的质量比为1∶(40～60)，将浓度为0.05～0.1g/ml的0.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入乙二胺中，之后，在0～5℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应3～5d，反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式4所示的1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
c.1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶(6～8)，将丙烯酸甲酯以0.5～1ml/min滴入到浓度为0.1～0.2g/ml 1代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液中，之后，在25～35℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应1～2d，反应结束后，于50℃旋转蒸发除去未反应的丙烯酸甲酯与甲醇，得到1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
d.2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的合成
在0～5℃冰水浴，氮气保护，以500～1000转/分钟避光搅拌下，按1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子与乙二胺的质量比为1∶(55～65)，将浓度为0.05～0.1g/ml的1.5代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液以0.5～1ml/min滴入乙二胺中，之后，在0～5℃下，以500～1000转/分钟避光搅拌反应3～5d，反应结束后，于72℃旋转蒸发除去未反应的乙二胺与甲醇，得到式5所示的2代以氨为核的聚酰胺-胺树枝状大分子；
3)羧甲基壳聚糖季铵盐/聚酰胺-胺树枝状大分子核壳纳米粒的制备
将步骤1)制备的羧甲基壳聚糖季铵盐配制成浓度为10～100mg/ml的水溶液，记为A溶液，按照羧甲基壳聚糖季铵盐分子链上的羧基与N-羟基琥珀酰亚胺及与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的摩尔比为1∶(0.5～10)∶(0.5～20)，往A溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌10～30min，然后以0.5～1ml/min滴入浓度为20～100mg/ml的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺的水溶液，之后在0～5℃冰水浴下，以500～1000转/分钟继续搅拌反应1～2h，按羧甲基壳聚糖季铵盐分子链上的羧基与聚酰胺-胺树枝状大分子的摩尔比为1∶(2～6)，在室温搅拌条件下以0.5～1ml/min滴入浓度为0.05～0.5g/ml以乙二胺为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液或以氨为核的1代或2代聚酰胺-胺树枝状大分子的甲醇溶液，得到混合溶液，然后按照混合溶剂中水和甲醇的体积比为1∶(1～5)，向所得混合溶液中加入甲醇，室温以500～1000转/分钟搅拌反应3～6d，反应结束后，旋转蒸发除去剩余溶剂，将反应产物于去离子水中透析4g～72h，冷冻干燥，得到羧甲基壳聚糖季铵盐接枝以乙二胺为核的1代或2代的聚酰胺-胺树枝状大分子的核壳纳米粒，或得到羧甲基壳聚糖季铵盐接枝以氨为核的1代或2代的聚酰胺-胺树枝状大分子的核壳纳米粒。
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