CN113181847B - 一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法，主要涉及：采用两亲性嵌段共聚物与亲水性改性磁性纳米粒子按一定比例进行连接，溶剂与磁性的共同作用使其自组装成磁吸附连接的球形胶束内腔室结构的聚集体，再用结晶性亲水分子对多腔室聚集体进一步包覆，形成稳定的、具有梯度结构的多腔室微球。本发明的多腔室体系具有结构尺寸和腔室数量可控的特点，并且可以对多腔室体系进行不同功能分子填充，即可实现具有多种功能药物/显影的载体功能，这为纳米诊疗一体化领域开发了一种新的结构。

Description

一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法
技术领域
本发明涉及生物领域及化学工艺领域，具体涉及到一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法。
背景技术
嵌段共聚物是嵌段共聚物是指在单一线性共聚物分子中存在两种或两种以上结构不同的链段，两亲性嵌段共聚物则指既含有亲水部分又含有疏水部分的一类聚合物，这种分子可以通过非共价键的作用自组装成稳定的、结构可控的胶束体系，胶束的自组装行为一直是研究的热门方向，控制形成胶束的环境条件可以改变其临界胶束浓度等，胶束具有内部疏水的空腔且粒径较脂质体、高分子微球小，在药物控制释放、生物医用材料、纳米材料等领域有广阔的应用前景。然而单个胶束的承载空间有限、承载物质种类有限，故发展一种具有多腔室结构的胶束体系的方法是极其重要的。但是，目前关于多腔室结构的报道存在无法有效控制腔室数量、大小或负载能力有限的问题。鉴于此，提供一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法也就显得十分的有意义。
发明内容
针对上述的不足或缺陷，本发明的目的是提供一种具有梯度结构的多腔室微球及制备方法，可有效解决现有多腔室结构中存在的无法有效控制腔室数量、大小和负载能力有限的问题。
为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提供一种具有梯度结构的多腔室微球，该具有梯度结构的多腔室微球包括磁吸附连接的球形内腔室结构和结晶分子包覆球形内腔室后的球形外腔室结构；该具有梯度结构的多腔室微球具体为磁吸附连接的球形内腔室结构和包覆球形内腔室的结晶分子外壳，该结晶分子外壳与球形内腔室结构间的空隙为球形外腔室结构。
进一步地，具有梯度结构的多腔室微球尺寸为600±100nm。
进一步地，球形内腔室结构的尺寸为80±20nm。
进一步地，球形内腔室结构的数量为3-6个。
进一步地，球形内腔室结构是由两亲性嵌段共聚物自组装形成；所述两亲性嵌段共聚物由亲水端分子和疏水端分子嵌段共聚而成，所述亲水端分子中每摩尔分子含有4-6摩尔羟基，且亲水端分子的相对分子质量在3000-5000；所述疏水端分子中亚甲基的质量占比为70-80％，且疏水端分子的相对分子质量在5000-10000。
进一步地，磁吸附连接的球形内腔室结构是指由两亲性嵌段共聚物形成的球形内腔室，球形内腔室与亲水分子改性纳米磁性粒子按摩尔比1～2:1～3的比例进行磁吸附连接，形成磁吸附连接的亚稳态的球形胶束内腔室结构。
进一步地，球形内腔室与亲水分子改性纳米磁性粒子的摩尔比为1:1。
进一步地，亲水分子改性纳米磁性粒子为柠檬酸改性的四氧化三铁磁性纳米粒子。
进一步地，结晶分子包覆后的球形外腔室结构是指由结晶分子对磁吸附连接的球形胶束内腔室包覆形成；具体过程为：分子量为5-8万的结晶分子对球形内腔室进行包覆形成结晶分子外壳，结晶分子外壳与球形内腔室结构间的空隙即为球形外腔室结构。
进一步地，结晶分子为葡聚糖。
本发明还提供上述具有梯度结构的多腔室微球的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(1)：将两亲性嵌段共聚物组成的球形胶束与亲水性改性磁性纳米粒子加入挥发性溶剂中，混合均匀，得到混合溶液；
步骤(2)：将步骤(1)所得的混合溶液滴入蒸馏水中，于30℃～50℃温度下搅拌1～3小时，然后加入弱酸调节pH至3～5，继续搅拌，待溶剂缓慢挥发，形成亚稳态胶束多腔室聚合体溶液；
步骤(3)：将步骤(2)所得的亚稳态胶束多腔室聚合体溶液滴加入已溶解的结晶分子水溶液中，升高温度至55℃～70℃，控制搅拌速度至50rpm以下，并加入极性溶剂，搅拌20～40分钟后，降温冷却至7℃～12℃，然后继续孵育2～4小时，离心分离，得到磁吸附内腔室和结晶分子包覆的具有梯度结构的多腔室微球。
进一步地，步骤(1)中两亲性嵌段共聚物组成的球形胶束与亲水性改性磁性纳米粒子的摩尔比为1:1～3，优选为1:2。
进一步地，步骤(2)中的弱酸为质量分数为5-10％的稀盐酸或醋酸。
进一步地，步骤(1)中挥发性溶剂为四氢呋喃和乙酸乙酯中的一种或两种。
进一步地，步骤(3)中极性溶剂的极性为5.0-7.0，其用量占总液体体积的5-15％；优选为丙酮、甲醇或乙二醇。
本发明具有以下优点：
1、本发明提供的具有梯度结构的多腔室微球具有结构尺寸和腔室数量可控的特点，并且可以对多腔室体系进行不同功能分子填充，即可实现具有多种功能药物/显影的载体功能，这为纳米诊疗一体化领域开发了一种新的结构；
2、本发明提供的具有梯度结构的多腔室微球的制备方法采用两亲性嵌段共聚物与亲水性改性磁性纳米粒子严格按一定比例进行连接，溶剂与磁性的共同作用使其自组装成磁吸附连接的3-6个亚稳态的球形胶束内腔室结构的聚集体，再用结晶性亲水大分子对多腔室聚集体进一步包覆，形成稳定的、具有球形内外腔的尺寸梯度结构的多腔室微球；该方法所制备的胶束大小可以通过pH值得到控制，胶束聚集体数量可以被溶剂的极性大小所调控，因此本制备方法可以实现腔室大小和数量均可调控的多腔室体系。该制备方法简单可行、独特新颖，制备产物特点鲜明、安全可靠，产品应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的梯度结构的多腔室微球的TEM图；
图2为本发明实施例3制得的梯度结构的多腔室微球的TEM图。
具体实施方式
为了更好解释本发明，下面结合实际实施例子对本发明做进一步解释说明，但应当理解本发明的保护范围不仅限与具体实施方式。
实施例1
一种磁吸附内腔室和结晶大分子包覆的梯度多腔室的制备方法，具体步骤如下：
(1)使用相对分子质量为3000-5000、每摩尔分子含有4-6摩尔羟基的蔗糖分子和分子量为5000-10000、每摩尔分子含有-CH2-质量占比为70-80％的聚己内酯分子，合成得到分子量为8000-15000的两亲性嵌段共聚物；再自组装得到球形胶束；
(2)再将球形胶束与柠檬酸改性的四氧化三铁磁性纳米粒子以摩尔比1：2的配比加入挥发性溶剂，具体为四氢呋喃，混合均匀后滴入蒸馏水中，搅拌至均匀混合；在40℃水浴锅下、以80rpm的匀速进行机械搅拌，2小时后加入一定量的醋酸溶液调控的pH值至4.0，调整搅拌速度至50rpm；待挥发性溶剂慢慢去除过程中，两亲性聚合物自组装的胶束通过磁性吸引作用而形成亚稳态、平均4个腔室的聚合体；
(3)将形成的亚稳态胶束多腔室聚合体溶液滴加入已溶解的葡聚糖水溶液中，升高温度至60℃，控制搅拌速度为20rpm，使亚稳态胶束聚集体均匀包裹于由结晶大分子葡聚糖构成的壳内，并加入甲醇和调整量来控制胶束聚集体的大小；30分钟后，以每分钟4℃的降温速度由60℃冷却至10℃，后继续孵育3小时，用在低速离心下进行分离，得到磁吸附内腔室和结晶大分子包覆的梯度结构的多腔室微球，其平均粒径为380纳米。其结构表征的TEM图见图1。
实施例2
本例与实施例1的不同之处仅仅是：加入一定量的醋酸溶液调控的pH值至5.0，通过磁性吸引作用而形成的亚稳态聚合体有平均3个腔室。
实施例3
本例与实施例1的不同之处仅仅是：加入一定量调控pH值的酸溶液为稀盐酸，调控的pH值至4.0，通过磁性吸引作用而形成的亚稳态聚合体有平均6个腔室，其平均粒径为650纳米。其结构表征的TEM图见图2。
实施例4
本例与实施例1的不同之处仅仅是：调控胶束聚集体的大小的强极性有机溶剂为丙酮。
实施例5
本例与实施例1的不同之处仅仅是：调控胶束聚集体的大小的强极性有机溶剂为乙二醇。
实施例6
本例与实施例1的不同之处仅仅是：两亲性嵌段共聚物组成的球形胶束与亲水性改性磁性纳米粒子的摩尔比为2:3，通过磁性吸引作用而形成的亚稳态聚合体有3个腔室，最终得到磁吸附内腔室和结晶大分子包覆的梯度结构的多腔室微球，其平均粒径为280纳米。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述具有梯度结构的多腔室微球包括磁吸附连接的球形内腔室结构和结晶分子包覆球形内腔室后的球形外腔室结构；
所述球形内腔室结构是由两亲性嵌段共聚物自组装形成；所述两亲性嵌段共聚物由亲水端分子和疏水端分子嵌段共聚而成，所述亲水端分子中每摩尔分子含有4-6摩尔羟基，且亲水端分子的相对分子质量在3000-5000；所述疏水端分子中亚甲基的质量占比为70-80%，且疏水端分子的相对分子质量在5000-10000；
所述结晶分子为葡聚糖。
2.如权利要求1所述的具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述具有梯度结构的多腔室微球尺寸为600±100 nm。
3.如权利要求1所述的具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述球形内腔室结构的尺寸为80±20nm，所述球形内腔室结构的数量为3-6个。
4.如权利要求1所述的具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述磁吸附连接的球形内腔室结构是指由两亲性嵌段共聚物形成的球形内腔室，球形内腔室与亲水分子改性纳米磁性粒子按摩尔比为1:1~3进行磁吸附连接，形成磁吸附连接的亚稳态的球形胶束内腔室结构。
5.如权利要求4所述的具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述球形内腔室与亲水分子改性纳米磁性粒子的摩尔比为1:1。
6.如权利要求1所述的具有梯度结构的多腔室微球，其特征在于，所述结晶分子包覆后的球形外腔室结构是由结晶分子对磁吸附连接的球形胶束内腔室包覆形成；具体过程为：分子量为5-8万的结晶分子对球形内腔室进行包覆形成结晶分子外壳，结晶分子外壳与球形内腔室结构间的空隙即为球形外腔室结构。
7.权利要求1-6任一项所述的具有梯度结构的多腔室微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）：将两亲性嵌段共聚物组成的球形胶束与亲水性改性磁性纳米粒子加入挥发性溶剂中，混合均匀，得到混合溶液；
步骤（2）：将步骤（1）所得的混合溶液滴入蒸馏水中，于30℃~50℃温度下搅拌1~3小时，然后加入弱酸调节pH至3~5，继续搅拌，待溶剂缓慢挥发，形成亚稳态胶束多腔室聚合体溶液；
步骤（3）：将步骤（2）所得的亚稳态胶束多腔室聚合体溶液滴加入已溶解的结晶分子水溶液中，升高温度至55℃~70℃，控制搅拌速度至50rpm以下，并加入极性溶剂，搅拌20~40分钟后，降温冷却至7℃~12℃，然后继续孵育2~4小时，离心分离，得到磁吸附内腔室和结晶分子包覆的具有梯度结构的多腔室微球。
8.如权利要求7所述的具有梯度结构的多腔室微球的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂的极性为5.0-7.0，其用量占总液体体积的5-15%。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1430947A1 (de) * 2002-12-21 2004-06-23 Cognis Iberia, S.L. Mikropartikel mit flüssigkristallinen Kompartimenten
CN101564668A (zh) * 2009-05-26 2009-10-28 浙江理工大学 微胶囊的制备方法
KR20110118463A (ko) * 2010-04-23 2011-10-31 엘지이노텍 주식회사 양친성 블록 공중합체로 인캡슐레이션 된 복합 자성 미셀 및 이의 제조방법
CN103272544A (zh) * 2013-06-17 2013-09-04 天津大学 对温度/pH双敏感的核-壳型覆盆子状智能复合微球及制备方法
CN103903827A (zh) * 2014-03-20 2014-07-02 哈尔滨益材新材料有限公司 一种磁性二氧化硅复合微球的制备方法及其应用
CN108003362A (zh) * 2017-12-22 2018-05-08 西南交通大学 一种制备双亲Janus纳米粒子的负压技术方法
CN110698718A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 中山大学 纳米羟基磷灰石包覆的中空聚合物微球及其制备方法和应用
CN111686663A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 湖南大学 多腔室微体系及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120094008A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 Alexander Grinberg Nano- and Micro- Encapsulation of Biomaterials Into Particles and Capsules by Varying Precipitation Conditions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1430947A1 (de) * 2002-12-21 2004-06-23 Cognis Iberia, S.L. Mikropartikel mit flüssigkristallinen Kompartimenten
CN101564668A (zh) * 2009-05-26 2009-10-28 浙江理工大学 微胶囊的制备方法
KR20110118463A (ko) * 2010-04-23 2011-10-31 엘지이노텍 주식회사 양친성 블록 공중합체로 인캡슐레이션 된 복합 자성 미셀 및 이의 제조방법
CN103272544A (zh) * 2013-06-17 2013-09-04 天津大学 对温度/pH双敏感的核-壳型覆盆子状智能复合微球及制备方法
CN103903827A (zh) * 2014-03-20 2014-07-02 哈尔滨益材新材料有限公司 一种磁性二氧化硅复合微球的制备方法及其应用
CN108003362A (zh) * 2017-12-22 2018-05-08 西南交通大学 一种制备双亲Janus纳米粒子的负压技术方法
CN110698718A (zh) * 2019-10-10 2020-01-17 中山大学 纳米羟基磷灰石包覆的中空聚合物微球及其制备方法和应用
CN111686663A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 湖南大学 多腔室微体系及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controllable multicompartment morphologies from cooperative self-assembly of copolymer-copolymer blends;Zhikun Wang 等;《Soft Matter》;20171117;第13卷;第5877-5887页 *
一种有效的多室结构微胶囊制备方法：多流体复合电喷技术;陈洪燕 等;《科学通报 专题：生物医用材料》;20090530;第54卷(第10期);第1338-1343页 *
改性纤维素微球的制备及其药物缓释性能研究;宋娟 等;《化学试剂》;20140831;第678-682页 *

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