CN107778411A - 一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法 - Google Patents

一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，先制备温敏性糖基聚合物，再制备金纳米星溶液；将金纳米星溶液加入到含半乳糖基温敏聚合物水溶液中，NaBH4还原聚合物末端的硫酯键生成‑SH，聚合物与金结合形成S‑Au键，制备出成含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。本发明涉及的制备聚合物接枝金纳米星的方法，实验操作简单，反应条件温和，使用的试剂比较常见。本发明操作简单，原料易得；反应条件温和、可控，制备的金纳米星状态稳定，形状较为均一；将聚合物接枝到多支的金纳米星表面，反应在水溶液中进行，制备的复合金纳米粒子生物毒性较低。

Description

一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物接枝纳米金粒子的制备方法，特别涉及一种含半乳糖基温敏性无规聚合物接枝金纳米星的制备方法。
背景技术
金纳米粒子由于其独特的物理化学性质，如小尺寸效应，表面等离子体效应，生物兼容性，荧光特性等，在化学传感及生物医药等领域显示出良好的应用前景。在肿瘤治疗领域，金纳米粒子在近红外光下具有光热转换能力，即能够将吸收的光能转换为热能，实现光热转换，从而使靶向部位温度升高，达到杀伤或杀死肿瘤细胞的目的。其中金纳米星作为一种具有尖状结构的多支金纳米颗粒，具有较大的比表面积和独特的光学性质。金纳米星具有多个“针尖”，分支尖端结构使产生等离子体共振的电磁场增强，并可以产生“闪电棒效应”而成为热点，因此相比于其他形状的金纳米粒子，如金纳米棒，具有更优良的光热转换效率和生物相容性。
聚合物是一种常用的金纳米颗粒的稳定修饰剂。通过RAFT聚合将温度响应性单体和含糖单体共聚，使糖分子的特异性识别和温敏材料的温度响应性有机结合在一起，制备出分子量可控、分子量分散宽度窄、有生物靶向性且具有温度响应性的含糖聚合物，进一步利用温敏性聚合物接枝金纳米星构成稳定性好、毒性低的复合金纳米粒子体系。纳米粒子的光热治疗与温敏糖基聚合物的靶向识别相结合，使复合金纳米星在靶向识别、肿瘤成像、光热治疗等方面具有更具应用价值。
关于具有特定形状金纳米粒子的制备方法，已有较多的报道，但是现有技术关于聚合物接枝金纳米星的合成方法步骤较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种步骤简单的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：温敏性糖基聚合物的制备：根据专利“一种温敏性乳糖无规共聚物的自组装方法(申请号CN201511016058.6)”，利用酶促法合成含糖单体6-O-乙烯基己二酸-D-半乳糖酯(OVNGal)；通过RAFT聚合生成含半乳糖基的温敏性无规聚合物P(DEGMA-co-OVNG)；
步骤2)：金纳米星的制备：将氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液进行反应，制得金纳米溶胶，即种子液；氯金酸溶液中加入盐酸调节pH值，再加入种子液的同时快速加入AgNO3和抗坏血酸溶液，即得金纳米星溶液；
步骤3)：将金纳米星溶液加入到含半乳糖基温敏聚合物水溶液中，NaBH4还原聚合物末端的硫酯键生成-SH，聚合物与金结合形成S-Au键，制备出成含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。
优选地，所述步骤1)中RAFT采用的合成引发剂为偶氮二环己基甲腈(ACCN)，链转移剂为S-十二烷基-S′-(2-羧基-异丙基)三硫酯(DDATC)。
优选地，所述步骤2)中种子液的制备过程中氯金酸溶液的浓度为0.0005～0.005M，柠檬酸钠溶液的浓度为0.01～0.05M，柠檬酸钠溶液需现配现用；加入的氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液的体积比为20～100∶3～15。
优选地，所述步骤2)中种子液的制备步骤具体为：100～140℃油浴加热氯金酸溶液至沸，再加入柠檬酸钠溶液，共沸5～15min即可。
优选地，所述步骤2)中金纳米星溶液的制备过程中，氯金酸溶液的浓度为0.0002～0.002M，盐酸的浓度为1M，AgNO3溶液的浓度为0.001～0.025M，抗坏血酸溶液浓度为0.01～0.1M；氯金酸溶液与盐酸的体积比为1∶100～4000；氯金酸溶液、种子液、AgNO3溶液、抗坏血酸溶液的体积比为100～400∶1～6∶1～4∶1～4。
优选地，所述步骤2)中金纳米星溶液的反应条件为：室温下，反应时间为30～60s。
优选地，所述步骤3)中NaBH4溶液的浓度为0.01～0.1M，金纳米星溶液的浓度为0.1～1mg/mL；金纳米星溶液、含半乳糖基温敏聚合物水溶液、NaBH4溶液的体积比为1～10∶1～10∶0.2～8。
优选地，所述步骤3)中的反应条件为常温、避光，搅拌时间为5～10h。
本发明涉及的制备聚合物接枝金纳米星的方法，实验操作简单，反应条件温和，使用的试剂比较常见。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、操作简单，除了氯金酸，其余试剂较为廉价；
2、反应条件温和、可控，制备的金纳米星状态稳定，形状较为均一；
3、将聚合物接枝到多支的金纳米星表面，反应在水溶液中进行，制备的复合金纳米粒子生物毒性较低。
附图说明
图1为实施例1制备的含半乳糖基温敏聚合物的红外光谱图
图2为实施例1制备的含半乳糖基温敏性聚合物的凝胶渗透色谱图；
图3为实施例1制备的复合金纳米星体系的紫外-可见光谱图；
图4为实施例2制备的金纳米星的TEM图；
图5为实施例2制备的聚合接枝金纳米星的TEM图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法：
(1)制备含半乳糖基温敏聚合物：以偶氮二环己基甲腈(ACCN)为引发剂，以S-十二烷基-S′-(2-羧基-异丙基)三硫酯(DDATC)为链转移剂。将合成的DEGMA、OVNGal、ACCN和DDATC溶于2mLDMF中，单体1、单体2、链转移剂、引发剂的物质的量之比为89∶11∶1∶0.05，单体的质量浓度为1g/mL，于90℃油浴氮气保护下反应12h，放入冰水浴终止反应，用二氯甲烷溶解，正己烷沉淀，纯化后得P(DEGMA-co-OVNGal)。
(2)制备金纳米星：将40mL 1mm HAuCl4氯金酸溶液加入100mL圆底烧瓶中，135℃油浴加热至刚刚沸腾，迅速加入6mL 1％的柠檬酸钠溶液，继续沸腾10min。柠檬酸钠与氯金酸的物质的量比为5，制得金种原液，冰水冷却，0.22μm过滤膜过滤，4℃储存。取10mL 0.2mMHAuCl4溶液中(含10μL 1M HCl)于20mL锥形瓶中，温和搅拌下加入100μL种子液，同时迅速加入100μLAgNO3(2.5mM)，50μL AA(100mM)溶液，搅拌30s，溶液由淡黄色变为无色，再迅速变为墨蓝偏绿色，将金星原液离心，重分散在10mL超纯水中，4℃储存。
(3)将5mL 0.5mg/mL的金纳米星溶液加到10mL 0.2mg/mL的无规聚合物水溶液中，在混合搅拌1h后，分批次加入1mL 0.1M的NaBH4溶液，避光搅拌8h后，即可制备出含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。
实施例2
一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法：
(1)制备含半乳糖基温敏聚合物：以偶氮二环己基甲腈(ACCN)为引发剂，以S-十二烷基-S′-(2-羧基-异丙基)三硫酯(DDATC)为链转移剂。将合成的DEGMA、OVNGal、ACCN和DDATC溶于2mLDMF中，单体1、单体2、链转移剂、引发剂的物质的量之比为30∶10∶1∶0.05，单体的质量浓度为1g/mL，于100℃油浴氮气保护下反应10h，放入冰水浴终止反应，用二氯甲烷溶解，正己烷沉淀，纯化后得P(DEGMA-co-OVNGal)。
(2)制备金纳米星：将80mL浓度为1mm HAuCl4氯金酸溶液加入250mL圆底烧瓶中，130℃油浴加热至刚刚沸腾，迅速加入12mL 1％的柠檬酸钠溶液，继续沸腾15min，制得金种原液，冰水冷却，0.22μm过滤膜过滤，4℃储存。取15mL 0.15mM HAuCl4溶液中(含15μL 1MHC1)于锥形瓶中，温和搅拌下加入80μL种子液，同时迅速加入120μLAgNO3(2.0mM)，75μ LAA(100mM)溶液，温和搅拌，30s内溶液由淡黄色变为无色，再迅速变为墨蓝偏绿色，将金星原液离心，重分散在15mL超纯水中，4℃储存。
(3)将5mL 0.5mg/mL的金纳米星溶液加到10mL 0.2mg/mL的无规聚合物水溶液中，在混合搅拌1h后，分批次加入1mL 0.1M的NaBH4溶液，常温下避光搅拌14h后，即可制备出含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。
实施例3
一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法：
(1)制备含半乳糖基温敏聚合物：以偶氮二环己基甲腈(ACCN)为引发剂，以S-十二烷基-S′-(2-羧基-异丙基)三硫酯(DDATC)为链转移剂。将合成的OVNGal、DEGMA、ACCN和DDATC溶于2mLDMF中，单体1、单体2、链转移剂、引发剂的物质的量之比为89∶11∶1∶0.05，单体的质量浓度为1g/mL，于90℃油浴氮气保护下反应10h，放入冰水浴终止反应，用二氯甲烷溶解，正己烷沉淀，纯化后得P(DEGMA-co-OVNGal)。
(2)制备金纳米星：将40mL1mm HAuCl4氯金酸溶液加入100mL圆底烧瓶中，135℃油浴加热至刚刚沸腾，迅速加入6mL1％的柠檬酸钠溶液，继续沸腾10min。柠檬酸钠与氯金酸的物质的量比为5，制得金种原液，冰水冷却，过滤膜过滤，4℃储存。取10mL 0.2mMHAuCl4溶液中(含10μL 1M HCl)于20mL锥形瓶中，温和搅拌下加入100μL种子液，同时迅速加入100μLAgNO3(2.5mM)，50μL AA(100mM)溶液，搅拌30s，溶液由淡黄色变为无色，再迅速变为墨蓝偏绿色，将金星原液离心，重分散在10mL超纯水中，4℃储存。
(3)将5mL 0.5mg/mL的金纳米星溶液加到10mL 0.2mg/mL的无规聚合物水溶液中，在混合搅拌1h后，分批次加入1mL 0.1M的NaBH4溶液，避光搅拌8h后，即可制备出含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。

Claims (8)

1.一种表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：温敏性糖基聚合物的制备：利用酶促法合成含糖单体6-O-乙烯基己二酸-D-半乳糖酯(OVNGal)；通过RAFT聚合生成含半乳糖基的温敏性无规聚合物P(DEGMA-co-OVNG)；
步骤2)：金纳米星的制备：将氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液进行反应，制得金纳米溶胶，即种子液；氯金酸溶液中加入盐酸调节pH值，再加入种子液的同时快速加入AgNO3和抗坏血酸溶液，即得金纳米星溶液；
步骤3)：将金纳米星溶液加入到含半乳糖基温敏聚合物水溶液中，NaBH4还原聚合物末端的硫酯键生成-SH，聚合物与金结合形成S-Au键，制备出成含半乳糖基聚合物接枝的金纳米星。
2.如权利要求1所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中RAFT采用的合成引发剂为偶氮二环己基甲腈，链转移剂为S-十二烷基-S′-(2-羧基-异丙基)三硫酯。
3.如权利要求1所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中种子液的制备过程中氯金酸溶液的浓度为0.0005～0.005M，柠檬酸钠溶液的浓度为0.01～0.05M；加入的氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液的体积比为20～100∶3～15。
4.如权利要求1或3所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中种子液的制备步骤具体为：100～140℃油浴加热氯金酸溶液至沸，再加入柠檬酸钠溶液，共沸5～15min即可。
5.如权利要求1所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中金纳米星溶液的制备过程中，氯金酸溶液的浓度为0.0002～0.002M，盐酸的浓度为1M，AgNO3溶液的浓度为0.001～0.025M，抗坏血酸溶液浓度为0.01～0.1M；氯金酸溶液与盐酸的体积比为1∶100～4000；氯金酸溶液、种子液、AgNO3溶液、抗坏血酸溶液的体积比为100～400∶1～6∶1～4∶1～4。
6.如权利要求1或6所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中金纳米星溶液的反应条件为：室温下，反应时间为30～60s。
7.如权利要求1所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中NaBH4溶液的浓度为0.01～0.1M，金纳米星溶液的浓度为0.1～1mg/mL；金纳米星溶液、含半乳糖基温敏聚合物水溶液、NaBH4溶液的体积比为1～10∶1～10∶0.2～8。
8.如权利要求1或7所述的表面修饰温敏性糖基聚合物的金纳米星的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的反应条件为常温、避光，搅拌时间为5～10h。
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