CN112190752A

CN112190752A - 一种用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN112190752A
Application number: CN202011134338.8A
Authority: CN
Inventors: 路德待; 陈明枢; 闫佳琪; 林蕙; 于莉莉; 邓菁
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2021-01-08

Abstract

本发明公开了一种用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料及其制备方法。该用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料是对pH响应可调聚合物或pH‑还原双响应高分子聚合物接枝不同功能化的介孔纳米粒子并负载全氟戊烷而得。该多功能高分子复合材料通过血液循环可在肿瘤组织血管内逐渐富集并凝胶化、实现对肿瘤的血管栓塞作用，同时该材料结合介孔纳米粒子并负载全氟戊烷，实现增强超声、磁共振造影等多模态造影及热疗于一体，可高效、快速诊断和治疗肿瘤，在肿瘤诊疗领域具有广阔发展前景。

Description

一种用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于肿瘤诊疗技术领域，具体涉及一种用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

肿瘤作为对于人类健康最具威胁的疾病之一，其相较于其他疾病有较高的发病率和致死率，因而对肿瘤疾病诊断技术与治疗手段的研究具有重大的意义。目前对于肿瘤的临床诊断有多种途径，常见的如各类医学造影成像诊断，病理组织活检等方法。目前对于各类医学造影成像技术，虽然有了很大的发展和进步，但每种医学造影技术都有其不可避免的缺点，很多情况下无法依据某一种医学造影手段准确诊断疾病，在实际临床诊断中往往通过几种不同的医学造影手段综合诊断才能确诊病情。在肿瘤治疗方面治疗方法也是多种多样的，如手术切除、放化疗、热疗、靶向治疗和经导管动脉栓塞术等治疗方法，但由于肿瘤疾病的复杂性和顽固性，每种治疗手段都有其实际应用的局限性如治疗成本昂贵、治疗过程繁琐且副作用较大、治疗效果有限等，常常无法彻底治愈肿瘤。

近年来，肿瘤的诊断和治疗研究一直是科学家和医学工作者关注的热点问题，相关的高分子医用材料也得到了快速发展。其中，以天然L-氨基酸及其衍生物、或烯烃基单体、或交酯类单体、或内脂类单体等为主要原料制备生物医用高分子材料，因具有较低的细胞毒性、较好的生物可降解性及优异的生物相容性等特点，是未来医用材料发展的方向。该类材料主要通过调整聚合物中嵌段的比例和种类，制备出响应肿瘤微环境相变的嵌段聚合物，利用肿瘤微环境中的酸性环境和还原性环境实现该种材料响应肿瘤微环境发生凝胶相变，进而实现无导管靶向栓塞肿瘤治疗。

超声造影作为新一代的无损医学成像技术，操作简便，可随时进行，且没有放射性辐射，安全性好，具有实时不间断观察的特点，可捕捉到病灶组织的细节，为生物医学应用领域提供了重要研究及监测手段，具有良好的发展前景和广泛的生物医学应用潜力。无机介孔纳米材料具有较好的生物相容性、表面易于功能化，高的比表面积和介孔孔容可以负载高挥发性的低沸点气体如六氟化硫，氟碳（全氟戊烷等）达到超声造影的目的，某些无机纳米粒子如Fe₃O₄粒子还具有磁热性质等特点，还可以实现MRI造影的增强剂。

发明内容

本发明的目的提供一种用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料。

本发明的另一目的是提供用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的制备方法。

一、用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料

本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料，其结构式如下：

A为pH刺激响应链段或pH-还原刺激响应链段，B为亲水性聚合物链段，C为功能化链段，D 为负载有氟碳的改性介孔纳米粒子；所述改性介孔纳米粒子为改性介孔SiO₂粒子、改性介孔Fe₃O₄粒子中的至少一种。

所述pH刺激响应链段为聚酯类、聚乙烯基类、聚氨基酸基类中的一种或者几种，其结构式为：

聚酯类：

，其中n=10~100；

聚乙烯基类：

其中R为

中的一种或者几种，n=10~100；

聚氨基酸基类：

其中R为

中的一种或其中的几种，n=10~100。

所述pH-还原刺激响应链段是对上述pH刺激响应链段中含有的巯基侧基改性得到，巯基侧基改性后的结构如下：

。

所述亲水性聚合物链段B的结构式如下：

、聚磷脂中的一种或者是其中的几种，n=10~100；

其中R为

的一种或几种。

所述功能化链段C，可以与改性介孔纳米粒子结合，其结构式如下：

聚氨基酸基类：

其中R为

中的一种或几种，n=1~100；

聚乙烯基类：

其中R为

中的一种或几种，n=1~100。

上述线性三嵌段聚合物中，亲水性聚合物链段为中间嵌段，一端为带有巯基侧基的功能化链段，另一端由羧基或酚羟基或双硫键的单体单元共聚而成的肿瘤微环境响应链段（pH或pH-还原双响应链段）。在肿瘤微环境响应三嵌段共聚物的基础上，利用巯基的高效点击反应，接枝不同功能化的介孔纳米粒子并负载全氟戊烷，得到用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料。

改性介孔纳米粒子所用的表面改性剂为KH550、KH570、丙烯酰、油酸、油胺中的至少一种。改性介孔纳米粒子具有较好的生物相容性，并且高的比表面积和介孔孔容可以负载全氟戊烷达到超声造影的目的。改性介孔纳米SiO₂粒子具有较大的孔容和均匀的孔径分布，能够高效的负载全氟戊烷，所合成的高分子复合材料能够实现栓塞治疗和超声造影的诊疗一体化；改性介孔纳米Fe₃O₄粒子在负载全氟戊烷实现超声造影的同时，还能利用纳米粒子的磁性实现MRI造影和磁热治疗，所合成的多功能高分子复合材料具有超声造影和磁共振造影的多模态造影效果以及无导管栓塞治疗与磁热协同治疗的诊疗一体化。

二、用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的制备

本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）将pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物与改性介孔纳米粒子加入水溶液中超声分散均匀，用氢氧化钠调节pH至8.0~11.0，在N₂保护下常温反应3~24h，加盐酸调节溶液pH值为2.0~6.0析出固体，离心，得到pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性介孔纳米粒子。其中pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物与改性介孔纳米粒子的质量比为1:1~3:1；pH响应可调聚合物的合成方法见专利CN110743014；pH-还原双响应高分子聚合物的合成方法见专利CN110713596。

（2）在真空条件下，将pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性介孔纳米粒子与全氟戊烷于2~4℃冰浴条件下超声震荡10~15min，再加入PBS除去游离的全氟戊烷，即得用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料。pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性介孔纳米粒子与全氟戊烷质量体积比为0.2~0.3g/mL。

三、多功能高分子复合材料的应用

图1为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的pH值响应性能测试图。图中可以看出，实施例1和实施例2中的多功能高分子复合材料通过调整不同的嵌段比例可以实现对于pH值响应点的调整，适应不同的肿瘤微环境，SiO₂@P-4.3 、SiO₂@P-6.2分别为实施例1中调整嵌段比例为1:8、1:15得到的高分子复合材料，Fe₃O₄@P-4.3 、Fe₃O₄@P-6.2分别为实施例2中调整嵌段比例为1:8、1:15得到的高分子复合材料。如图1所示，SiO₂@P-4.3在pH值4.3时的透光率为50%，说明SiO₂@P-4.3的溶胶-凝胶pH值响应相转变点为4.3；SiO₂@P-6.2在溶液pH值6.2时的透光率为50%，说明SiO₂@P-6.2的溶胶-凝胶pH值响应相转变点为6.2；Fe₃O₄@P-4.3在溶液pH值4.3时的透光率为50%，说明Fe₃O₄@P-4.3的溶胶-凝胶pH值响应相转变点为4.3；Fe₃O₄@P-6.2在溶液pH值6.2时的透光率为50%，说明Fe₃O₄@P-6.2的溶胶-凝胶pH值响应相转变点为6.2；一般肿瘤微酸环境pH值范围在5.6~6.8左右，多功能高分子复合材料的溶胶-凝胶pH值响应相转变点符合这一范围的都可以用作活体治疗，SiO₂@P-6.2 和Fe₃O₄@P-6.2可用于活体治疗。

图2为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的荧光示踪成像图。将实施例1和实施例2的高分子复合材料用Cy-5.5 NHS荧光染料标记，然后用生理盐水配制后从荷瘤小鼠尾静脉注射，在不同的时间点进行动物活体成像，研究高分子复合材料的生物分布。可以看到SiO₂@P-6.2 和Fe₃O₄@P-6.2都对小鼠的肿瘤有明显的富集作用，而对照组SiO₂@P-4.3在肿瘤的富集水平很低，这说明SiO₂@P-6.2和Fe₃O₄@P-6.2组肿瘤部位的富集是由于pH值响应凝胶-溶胶相变，而不是肿瘤EPR(高通透性和滞留效应)效应。

图3为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料治疗效果图。将实施例1和实施例2中的SiO₂@P-6.2和Fe₃O₄@P-6.2用生理盐水配置成10mg/mL溶液，然后通过尾静脉注射0.2mL到荷瘤小鼠体内，每隔五天拍照，对照组为注射相同体积生理盐水的荷瘤小鼠，通过对比可以看到SiO₂@P-6.2和Fe₃O₄@P-6.2对于肿瘤有很明显的治疗效果，肿瘤会逐渐缩小，最后彻底消失治愈。

图4为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的超声造影成像。将实施例1中的多功能高分子复合材料配置好后(10mg/mL)注入到血管琼脂模型，以生理盐水作为对照进行体外模拟超声造影，可以看到该复合材料有非常好的超声造影效果，在二维模式和谐波模式下都有非常明显的造影效果；然后将配置好的多功能高分子复合材料的经尾静脉注射到荷瘤小鼠体内，4h后对肿瘤部位进行二维模式和谐波模式下的造影，表明该材料有非常好的体内超声造影效果。

图5为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料应用于小鼠活体的磁共振造影图。将实施例2中的多功能高分子复合材料配置好后(10mg/mL)经尾静脉注射到荷瘤小鼠体内，在4h时进行磁共振造影，肿瘤部位的T2序列显示了明显的造影效果，表明该材料有很好的磁共振造影效果。。

图6为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料应用于小鼠活体的磁热成像图。将实施例2中的多功能高分子复合材料配置好后(10mg/mL)经尾静脉注射到荷瘤小鼠体内4h后，在交变磁场处理之前使用热成像仪器进行测试，然后经过交变磁场处理之后再次使用热成像仪器测试，可以看到很明显的磁热效应。

通过上述动物活体实验证明该材料在具有良好的栓塞治疗效果基础上，还有超声造影，磁共振造影以及磁热效应的效果。

综上所述，本发明对pH响应可调聚合物或pH-还原双响应高分子聚合物接枝不同功能化的介孔纳米粒子并负载全氟戊烷，得到用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料。该多功能高分子复合材料通过血液循环可在肿瘤组织血管内逐渐富集并凝胶化、实现对肿瘤的血管栓塞作用，达到无导管栓塞治疗肿瘤的目的，同时该材料结合介孔纳米粒子，介孔结构能够高效的负载全氟戊烷等高挥发性低沸点的气体，实现超声造影增强的效果，超声造影剂作为一种高分辨力、高灵敏性的无辐射造影技术，适用面非常广，而采用不同的介孔纳米粒子可以在实现超声造影的同时，实现其他功能，如磁共振增强造影和磁热治疗，具有多种功能，而且不同功能还能互补，提高对于肿瘤的诊断准确性和治疗效率。该材料是一种以增强超声造影为主的多模态造影、栓塞治疗与热疗功能于一体的肿瘤诊疗材料，可高效、快速诊断和治疗肿瘤，在肿瘤诊疗领域具有广阔发展前景。

附图说明

图1为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的pH值响应性能测试图。

图2为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的荧光示踪成像图。

图3为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的治疗效果图。

图4为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料的超声造影成像。

图5为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料应用于小鼠活体的磁共振成像。

图6为本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料应用于小鼠活体的磁热成像图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料及其制备方法进行详细的说明。

实施例1

（1）pH响应可调聚合物的制备：

在装有温度计、恒压滴液漏斗的三颈烧瓶(25 mL)中加入L-谷氨酸-5-苄酯-NCA(2.8g)、L-酪氨酸-NCA(2.1 g)和重蒸DMF(5 mL)，以三乙胺(0.05mL)作为引发剂，引发单体NCA进行开环聚合，磁力搅拌器搅拌均匀，反应体系在N₂保护下常温反应72 h后实现两种单体的共聚，再加入L-苏氨酸-NCA(2.6 g)继续在N₂保护下常温搅拌反应72 h，最后加入L-半胱氨酸-NCA(0.78 g)在N₂保护下常温搅拌反应72 h后，加超纯水沉出淡黄色絮状固体后，通过离心得粗产物，然后将粗产物加入20~40mL LiOH水溶液(wt=50%)和甲醇混合溶剂(v:v=1:5)中进行碱解，在N₂保护下，于45~50 ℃搅拌反应24 h后冷却至室温，在反应体系中加入的水和浓盐酸，调节pH值为2.0~3.0会形成凝胶，通过在7000 r/min转速下离心三次得产物后加入NaOH溶液(wt=50%)，调节pH值为10.0~11.0得到黄色透明溶液。如此反复酸沉碱溶3次后再加酸沉出白色固体，真空干燥箱烘干，得到pH响应可调聚合物聚（L-谷氨酸-L酪氨酸）-聚（L-苏氨酸）-聚（L-半胱氨酸），其结构式如下：

该结构式中的x:y=1:5~50；m:n:p=1~100:1~100:1；该类聚合物的分子量是10000~100000，通过调控不同嵌段（x:y）的比例，使其响应点处在微酸环境pH值范围内，都有效果。

（2）介孔SiO₂粒子的改性

准确称量2g介孔SiO₂粒子加入到40 mLpH为5的乙醇/水的分散液（乙醇与水体积比99:1）中，超声分散1h，加入到装有磁力搅拌器、温度计的单颈烧瓶(100 mL）然后边搅拌边滴加KH570，KH570的加入量为2mL，在80℃反应12h后，离心分离、乙醇洗涤，反复3次，除掉多余和自聚的硅烷偶联剂，最后60 ℃烘箱烘干得到改性的SiO₂NPs粒子。

（3）pH响应可调聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子：

将步骤（1）制备的pH响应可调聚合物(2~3 g)和改性的SiO₂NPs粒子(1g)加入装有磁力搅拌器、温度计的单颈烧瓶(100 mL)中，加入水溶液超声分散，调节反应体系pH值为8.0，加入三乙胺（0.05mL）作为催化剂，在N₂保护下常温反应24h后变为紫色溶液。加盐酸调节溶液pH值为2.0~3.0析出棕色固体，在7000 r/min转速下离心三次，真空干燥48h，得到pH响应可调聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子。

（4）pH响应可调聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子负载全氟戊烷：取0.5g高分子聚合物接枝改性介孔纳米粒子复合材料置于装有三通装置的茄形瓶内，尽可能抽空瓶内的空气，然后把瓶子置于超声振荡器,加入2mL液态全氟戊烷，在冰浴条件下超声震荡10min,震荡频率为40KHZ，再加入PBS除去游离的全氟戊烷，得到用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料，4℃低温密封保存。该复合材料结构式如下：

。

该结构式中的m:n=1:150，分子量是10000~100000。

实施例2

（1）pH响应可调聚合物的制备：同实施例1。

（2）介孔Fe₃O₄粒子的改性：

将0.5gFe₃O₄干燥后，用CHCl₃(4-5 mL)作溶剂分散，再加入三乙胺(3mL)，在快速搅拌的下滴加丙烯酰氯(1mL)，室温下搅拌反应30 min，用磁分离法分离酰化后的产物，无水乙醇淋洗至少三次以除去多余溶剂得到改性的介孔Fe₃O₄粒子。

（3）pH响应可调聚合物接枝改性介孔Fe₃O₄粒子：

在装有磁力搅拌器、温度计的单颈烧瓶(100 mL)中加入步骤（1）制备的pH响应可调聚合物(3~5g)和在水溶液中超声分散改性介孔Fe₃O₄粒子（2g），用氢氧化钠调节反应体系pH值为10.0~11.0，在N₂保护下常温反应3 h后变为紫黑色溶液。加盐酸调节溶液pH值为5.0~6.0析出灰黑色固体，在7000 r/min转速下离心三次，真空干燥48h，得到聚（L-谷氨酸-L酪氨酸）-聚（L-苏氨酸）-聚（L-半胱氨酸）接枝改性介孔Fe₃O₄粒子。

（4）pH响应可调聚合物接枝改性Fe₃O₄介孔纳米粒子负载全氟戊烷：取0.5g聚（L-谷氨酸-L酪氨酸）-聚（L-苏氨酸）-聚（L-半胱氨酸）接枝改性介孔Fe₃O₄粒子置于装有三通装置的茄形瓶内，尽可能抽空瓶内的空气，然后把瓶子置于超声振荡器，加入2mL液态全氟戊烷，在冰浴条件下超声震荡10min,震荡频率为40KHZ，再加入PBS除去游离的全氟戊烷，得到用于肿瘤栓塞的多功能高分子复合材料，4℃低温密封保存。结构式如下：

该结构式中m:n=1:1~150；分子量是10000~100000。

实施例3

（1）pH响应可调聚合物的制备：

在 50 mL 三颈烧瓶中加入2 mL三乙胺和1,4-二氧六环的混合溶液(三乙胺和1,4-二氧六环的混合溶液体积比为25:1)，在N₂保护条件下加入新制的 L-谷氨酸-5-苄酯-NCA（BLG-NCA）（0.35 g）和L-半胱氨酸NCA(LCys-NCA)（0.2g），于35℃反应 48h，用无水乙醇沉淀得到白色固体为聚（L-谷氨酸-5-苄酯-L-半胱氨酸）{ P(BLG-LCys)}，用乙醇、乙醚各洗三次，40 ℃真空干燥 24h。在 50 mL 三颈烧瓶中加入 P(BLG-LCys)（0.5 g）使其溶解在DMF中(5 mL)，在 N₂保护条件下加入0.25 g聚乙二醇1000，加入HBr 2mL，80℃回流8h，加入pH=2的盐酸溶液得到大量白色沉淀，过滤，然后加入装有甲醇和蒸馏水(v/v=10/1)的混合溶液（30 mL）的圆底烧瓶中，再加入LiOH（0.25 g），于50 ℃进行水解反应 24 h，旋转蒸发仪旋除甲醇之后，完成之后则有大量白色沉淀析出，过滤即得到pH响应可调聚合物聚乙二醇-聚（L-谷氨酸-L半胱氨酸）。其结构式如下：

该结构式中m:n=1:1~100；该类聚合物的分子量是10000~100000，通过调控不同嵌段的比例，使其响应点处在微酸环境pH值范围内，都有效果。

（2）介孔SiO₂粒子的改性同实施例1；

（3）pH响应可调聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子的具体步骤同实施例1；

（4）pH响应可调聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子负载全氟戊烷的具体步骤同实施例1。最终制备的高分子复合材料的结构式如下：

该结构式中m:n=1:1~100；分子量是10000~100000。

实施例4

（1）pH-还原双响应高分子聚合物的制备：

在无水无氧的氮气气氛中，将2gPE-OH在110 ℃下溶解于5mL无水甲苯，冷却至室温后注射过量三丙胺，再通过注射泵逐滴（1 mL/h）加入 2-溴异丁酰溴，2-溴异丁酰溴和三丙胺的摩尔比为1:1，室温下搅拌反应 6 h得反应混合物。将反应混合物滴加到冰甲醇中析出，经过滤、洗涤、60 ℃真空烘干后，得到中间产物 PE-Br，作为 ARGET-ATRP 聚合的大分子引发剂。

手套箱中用在1 mL 尖底离心管中加入 40 mg无水 CuBr₂，400 μL五甲基二乙烯三胺，1 mLDMF，充分震荡溶解后置于手套箱中备用。在无水无氧的氮气气氛中，将 0.3 gPE-Br 在聚合物 110 ℃溶解于 10mL 二苯醚，冷却至室温后注射 0.3mL S-烯丙基O-苄基硫代碳酸酯和0.3mL 3-丁烯酸单体，放入装有液氮的杜瓦瓶中使溶液完全冷冻，抽换气三次后，在抽真空状态下自然解冻，冷冻-抽换气-解冻循环三次。将反应瓶移至手套箱中加入200 μL配好的PE-Br催化剂和 1mL Sn(EH)₂，取出，70 ℃油浴搅拌反应 7h。将反应后的混合物滴加到冰甲醇中析出，经过滤、洗涤后，得到粗产物。将粗产物用滤纸包住放于索氏提取器中，用丙酮作溶剂在 80℃下回流三天，充分提取产物中的均聚物，再 60 ℃真空烘 24h，得到聚合物。在50 mL单口烧瓶中加入新制聚合物 (1g)，用重蒸DMF（1.5mL）溶解，加入30mL蒸馏水，再加入氢溴酸，醋酸，三氟乙酸混合溶液（v/v/v=6/3/1，10 mL），室温下反应12h脱保护，反应完成之后则有大量白色沉淀析出，离心分离，将固体加入到pH=8的NaOH溶液中，使其完全溶解。然后加入1g巯基乙酸。在此封闭体系中通入O₂鼓泡12h，得到无色透明溶液，用盐酸（0.1 mol/mL）调节pH至聚合物成凝胶，离心分离，得到白色固体，粗产品用乙醇、乙醚洗2~3次，40 ℃真空干燥24 h得到pH-还原双响应高分子聚合物。其结构式如下：

x:y=1:1~100；该聚合物分子量是10000~100000；通过调控不同嵌段的比例，在还原性环境中发生氧化还原反应后，使其响应点处在微酸环境pH值范围内，都有效果。

（2）介孔SiO₂粒子的改性同实施例1；

（3）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子同实施例1；

（4）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子负载全氟戊烷实施例1。最终制备的高分子复合物的结构式如下：

该结构式中的x:y=1:1~100；分子量是10000~100000。

实施例5

（1）pH-还原双响应高分子聚合物的制备：

在 50 mL 三颈烧瓶中加入新制的 L-苏氨酸 NCA（0.8 g），用重蒸 1,4-二氧六环（3mL）溶解，在 N₂保护条件下加入 1,4 环己二胺的 1,4-二氧六环溶液（0.42 mL，5.4 mg/mL），室温反应48h，然后，加入乙醇，得到白色沉淀，离心，得到白色沉淀，并用乙醇、乙醚洗涤 2~3次，40 ℃真空干燥 24h白色的聚(L-苏氨酸)(PLGThr)。

在 50 mL 三颈烧瓶中加入7-氧代氧杂环庚烷-4-羧酸苄基酯（1.24 g），用甲苯（5mL）溶解。在 N₂保护条件下加入0.1mL Sn(Oct)₂的甲苯溶液（50mmol/mL），110℃反应 48h，然后加入蒸馏水离心分离，用乙醇、乙醚洗涤 2~3 次，40 ℃真空干燥 24h得到poly(G1c-alt-Asp)。

在 50 mL 三颈烧瓶中加入新制的 L-半胱氨酸 NCA（0.8 g），用重蒸 1,4-二氧六环（3 mL）溶解，在 N₂保护条件下加入1,4 环己二胺的 1,4-二氧六环溶液（0.42 mL，5.4mg/mL），室温反应 48h，加入乙醇，得到白色沉淀，离心，用乙醇、乙醚洗涤 2~3 次，40 ℃真空干燥 24h得到白色的聚(L-半胱氨酸)(PLCys)。在50 mL单口圆底烧瓶中依次加入聚苏氨酸(PLThr)，poly(G1c-alt-Asp)，聚（半胱氨酸）(PLCys)各1g，用5mLDMF溶解，用0.1mol/mL的盐酸调节pH为4，80 ℃反应24h，将反应液用蒸馏水洗涤 2~3 次，离心分离，所得固体用NaOH 溶液溶解，然后用pH=2 的盐酸调节pH 至有沉淀产生，过滤，然后加入装有甲醇和蒸馏水(v/v=10/1) 的混合溶液（30 mL）的圆底烧瓶中，再加入LiOH（0.25 g），在50 ℃进行水解反应 24 h，旋转蒸发仪旋除甲醇之后，完成之后则有大量白色沉淀析出，过滤得新制聚合物。

在50 mL单口烧瓶中加入新制聚合物(1g)，用重蒸DMF（1.5mL）溶解，然后，加入30mL蒸馏水，得聚合物混合液，再加入NaOH溶液调节pH到pH=8，使新制聚合物完全溶解。然后加入与新制聚合物等质量的巯基乙酸。在此封闭体系中通入O₂鼓泡12h，得到无色透明溶液，用HCl（0.1mol/mL）调节pH至聚合物成凝胶，离心分离，得到淡黄色固体，粗产品用乙醇、乙醚洗2~3次，40 ℃真空干燥24 h得到pH-还原双响应高分子聚合物。其结构式如下：

x:y:z=1:1:1~1:100:100；该聚合物的分子量是10000~100000；

（2）介孔SiO₂粒子的改性同实施例1；

（3）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子同实施例1：

（4）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性SiO₂介孔纳米粒子负载全氟戊烷同实施例1。最终制得的高分子材料的结构式如下：

该结构式中x:y:z=1:1:1~1:100:100；分子量是10000~100000。

实施例6

（1）pH-还原双响应高分子聚合物的制备：

在 50 mL 三颈烧瓶中加入新制的 L-苏氨酸 NCA（0.8 g），用重蒸 1,4-二氧六环（3mL）溶解，在 N₂保护条件下加入 1,4-环己二胺的 1,4-二氧六环溶液（0.42 mL，5.4 mg/mL），室温反应 48h，然后，加入乙醇，得到白色沉淀，离心，得到白色的聚(L-苏氨酸)(PLGThr)，并用乙醇、乙醚洗涤 2~3 次，40 ℃真空干燥 24h，得到白色的聚(L-苏氨酸)(PLGThr)。

在装有搅拌器和温度计的250 mL三口瓶中，加入81 mL（2 mol）重蒸甲醇，在-5 ~0℃冰盐浴条件下，滴加8.00 mL SOCl₂并使两者混合均匀，滴加完毕后，使温度稳定在-5 ~0℃搅拌4 h。然后向烧瓶中加入13.3 gL-天冬氨酸，随着反应的进行，天冬氨酸逐渐溶解，待体系澄清后，升温至室温反应1h，立即在40 ℃条件下，减压蒸除多余甲醇，在剧烈搅拌下滴加150 mL的乙醚，滴加过程中有白色的针状晶体析出，滴加完毕后继续搅拌两小时，转移至冰箱中过夜使结晶完全。次日过滤，乙醚洗涤多次，干燥得白色针状晶体即β-天冬氨酸甲酯盐酸盐。

在500 mL三口瓶中加入200 mL乙醇，再加入18.36 gβ-天冬氨酸甲酯盐酸盐，在搅拌加热的条件使其完全溶解，当反应体系澄清后，加入等物质的量的三乙胺，立刻出现大量的白色沉淀，60 ℃下继续反应2 h，抽滤得白色固体，乙醇洗涤，真空干燥得产物β-天冬氨酸甲酯。

将10 mmolβ-天冬氨酸甲酯加入到20 mL的二氧六环/水（v:v=1:1）中制成悬浊液，冷却到0 ~ 5 ℃，然后加入5 mL的2 M氢氧化钠溶液。在一个恒压滴液漏斗中加入2 mL(0.116 mol) 2-溴-2-巯基乙酰溴和10 mL二氧六环，另一恒压滴液漏斗中加入6 mL 氢氧化钠溶液，在0 ~1 ℃下，将上述两种溶液同时滴加到β-天冬氨酸甲酯的二氧六环/水溶液中，保持溶液呈碱性，氮气保护。滴加完毕后，在室温下反应30 min，然后冷却到0℃以下，用盐酸调节pH = 2~3；乙酸乙酯萃取，然后用饱和食盐水洗涤有机层两层。无水硫酸镁干燥24h。滤除干燥剂后，减压蒸馏蒸除溶剂，残余物冷冻至析出结晶。用100 mL DMF 溶解 1g 2-（2-溴丙酰胺基）-4-甲氧基-4-氧代丁酸，再加入等物质的量的三乙胺，溶解澄清后移入恒压滴液漏斗中；500 mL 三口瓶中加入150 mL DMF，氮气保护条件下，80 ℃将恒压滴液漏斗中的液体滴加到三口瓶中，4 h 滴完。滴加完毕后，继续反应3 h，减压蒸馏除去DMF，饱和食盐水洗涤有机相数次。有机相用无水硫酸镁干燥12 h，滤除干燥剂后减压蒸除溶剂；乙酸乙酯重结晶残余物，得最终产物2-（6-甲基-2,5-二氧代吗啉-3-基）乙酸甲酯。

将所有的玻璃仪器用铬酸洗液浸泡24 h，然后在真空干燥箱内150 ℃烘干。将2-（6-甲基-2,5-二氧代吗啉-3-基）乙酸甲酯、0.13mL金属钠配合物(EDBPH)Na(MeOH) 2(THF) 2 甲苯溶液（0.08mmol/mL）和引发剂苯甲醇/1,4-丁二醇/正己醇/1,1,1-三羟甲基乙烷（引发剂加入物质的量：单体=1:50）在室温下混合，然后抽真空-冲入氮气，循环三次。在140 ℃的温度下，聚合24 h。聚合完毕后，用氯仿将固体溶解，乙醚沉淀得白色固体粉末。所得固体(1g)用甲醇和蒸馏水(v/v=10/1)的混合溶液（30 mL）溶解在的圆底烧瓶中，再加入LiOH（0.25 g），50 ℃进行水解反应 24 h，旋转蒸发仪旋除甲醇之后，完成之后则有大量白色沉淀析出，过滤得新制聚合物。

在50 mL单口烧瓶中加入新制聚合物(1g)，用重蒸DMF（1.5mL）溶解，然后加入30mL蒸馏水，使聚合物分散到混合溶液中，再加入NaOH溶液调节pH到pH=8，使新制聚合物完全溶解。然后加入与新制聚合物等质量的巯基乙酸，在此封闭体系中通入O₂鼓泡12h，得到无色透明溶液，用HCl（0.1mol/mL）调节pH至聚合物成凝胶，离心分离，得到白色固体，粗产品用乙醇、乙醚洗2~3次，40 ℃真空干燥24 h，得pH-还原双响应高分子聚合物。其结构式如下：

m:n=1:50；分子量是10000~100000；

（2）介孔Fe₃O₄粒子的改性同实施例2；

（3）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性Fe₃O₄介孔纳米粒子同实施例2；

（4）pH-还原双响应高分子聚合物接枝改性Fe₃O₄介孔纳米粒子负载全氟戊烷同实施例2。最终制备的高分子材料的结构式如下：

该结构式中m:n=1:50；分子量是10000~100000。