CN115043998B - 利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用 - Google Patents

利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用，本发明利用糖基烯丙基单体/苯基烯丙基单体、光引发剂及磁性纳米材料，通过光聚合反应以自由基或激发态参与反应，引发聚合反应从而获得磁性聚合物。本发明方法在常温下即可进行反应，反应条件温和，所制得的磁性聚合物分散性好，基本无毒，细胞相容性好，且具有一定的磁性，利用交变磁场可发生磁热效应，属于一种新型的靶向绿色高分子磁性材料，可通过磁热疗法及磁共振(MRI)造影剂应用于治疗肿瘤；同时，具有无抗原性、易由导管注入和不透过X射线等特点，可以应用于经导管动脉栓塞术中。

Description

利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物 的方法及其制备的聚合物和应用
技术领域
本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应 制备磁性聚合物的方法及其制备的聚合物和应用。
背景技术
目前临床上广泛采用的癌症治疗方法主要有手术治疗、药物化疗和放疗，但这些治疗 方法均存在副作用大、复发率高、特异性差等缺点。MRI是当今世界上最先进的成像技术，该技术利用射频脉冲在磁场中激发原子核(如氢核)，然后利用原子核去激发弛豫过 程中释放的能量进行成像。MRI联合其他抗肿瘤治疗方法(如光热疗法、磁热疗法)进 行肿瘤诊治已成为目前最热门的研究之一。而随着纳米技术的发展，纳米氧化铁不仅可以 作为磁共振显像剂的主要成分，而且可以在交变磁场下升温，从而使其在肿瘤热疗中具有 潜在的应用价值。纳米氧化铁颗粒是目前生物医学界广泛使用的磁性纳米材料，具有生产 成本低、生物相容性高、磁响应强等许多吸引人的特点。纳米氧化铁可用于MRI检测， 也可通过施加磁场引导到达所需位置，并通过磁场升高温度。因此，纳米氧化铁粒子可用 于癌症的诊断和治疗。
近年来，介入栓塞治疗在临床医学中发挥着越来越重要的作用，特别是在如肝癌，肾 癌和子宫肌瘤等富含血管的肿瘤治疗方面正得到越来越广泛的应用，而且已经成为治疗无 法进行手术切除肿瘤的首选替代方案。目前介入栓塞治疗常用的栓塞材料包括如微球、微 导管、弹簧圈、丝线等，而微球因其对特定组织器官的靶向性高、栓塞效果好、可与化疗 药结合以及可缓释药物等优点而受到越来越多的重视，是目前最常见的栓塞载体之一。然 而，当前的微球类抗癌纳米药物大多不能显示肿瘤大小及位置。比如，雄黄类纳米抗癌制 剂的首件专利CN1116028C提出申请后，陆续有研究用生物大分子模板调控以及磁性白蛋 白等方法制备纳米雄黄，这些制备工艺产出的纳米雄黄的粒径从6～200nm不等，其中粒径<150nm的纳米雄黄与其他粒径相比，能明显抑制ECV-304细胞的生长。但是，雄黄 类纳米抗癌制剂在MRI磁共振中不能显影，因此显示不了肿瘤大小及位置。
基于糖基的聚合物因具有无毒和可生物降解的特性而被广泛使用，并且已经被制备成 磁性聚合物应用于生物医学材料领域。然而，目前已有的磁性聚合物主要局限于利用活泼 单体进行聚合，例如采用苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯进行聚合包裹磁性物质，而通过热聚 合引发苯乙烯聚合为聚苯乙烯，其包裹的磁性材料在高温会出现失磁现象；通过光聚合引 发(甲基)丙烯酸酯聚合为聚丙烯酸酯，会由于聚合速率过快而导致球体的交联度过高(例 如有机玻璃)以及变形性较弱，从而使制得的材料弹性小，不利于血管栓塞抗癌。此外，尽管部分烯丙基单体(例如二烯丙基丁二醚)也能够形成聚合物，但其不能与无机物形成分散性好的共混物从而导致两者无法有机结合在一起。因此，有必要开发新的磁性糖基聚合物制备方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种利用糖基或苯基烯丙基 单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法。本发明通过光聚合一锅法设计并合成了磁性 纳米材料包覆的聚糖基烯丙基醚和聚苯基烯丙基酯聚合物微球生物材料。
本发明的第二个目的是提供采用上述方法制备得到的磁性聚合物。
本发明的第三个目的是提供上述的磁性聚合物在制备抗肿瘤药物和/或MRI造影剂中 的应用。本发明制备的磁性聚合物不仅可以比较长时间的停留在体内进行磁热治疗肿瘤， 而且可以诊断肿瘤大小及位置。
本发明的上述第一个目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供了一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方 法，其特征在于，在紫外光或可见光的辐射条件下，通过光引发自由基或三线态使光引发 剂、糖基或苯基烯丙基单体和磁性纳米材料进行光聚合反应，从而制备得到磁性聚合物， 所述光引发剂为裂解型和/或提氢型光引发剂。
优选地，本发明可在在水体系或者非水体系下进行。
作为本发明的一个优选实施方式，本发明在水体系下进行。即上述的一种利用糖基或 苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法具体为：将光引发剂、糖基或苯基 烯丙基单体和磁性纳米材料溶于水中，混匀后在室温下用紫外光照射30min以上使其进 行光聚合反应，从而制备得到磁性聚合物。
本发明通过光聚合一锅法设计并合成了磁性纳米材料包覆的聚糖基烯丙基醚或聚苯 基烯丙基酯聚合物微球生物材料，用于MRI和磁热疗法。其中，光聚合可以在室温下制备磁性高分子材料，避免热聚合中的高温退磁。惰性烯丙基单体材料在光驱动下被活化，进而克服烯丙基单体降解链转移(degradative chain transfer，DCT)的缺点，从而扩大其在生物医学材料领域的应用。
优选地，所述糖基或苯基烯丙基单体为双官能团或多官能团烯丙基单体。
进一步地，所述糖基烯丙基单体包括海藻糖烯丙基醚、葡聚糖烯丙基醚、葡萄糖烯丙 基醚、果糖烯丙基醚、甘露糖烯丙基醚、半乳糖烯丙基醚、核糖烯丙基醚、脱氧核糖烯丙基醚、戊糖烯丙基醚、蔗糖烯丙基醚、蜜二糖烯丙基醚、曲二糖烯丙基醚、乳糖烯丙基醚、 麦芽糖烯丙基醚、淀粉烯丙基醚、纤维素烯丙基醚中的至少一种。
具体地，所述糖基烯丙基单体为蔗糖多烯丙基醚、葡萄糖烯丙基醚、羧基壳聚糖烯丙 基醚中的至少一种。
进一步地，所述苯基烯丙基单体包括对苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、邻 苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。
优选地，所述光引发剂、糖基或苯基烯丙基单体及磁性纳米材料的摩尔比为1:1～4: 0.1～0.2。
优选地，所述磁性纳米材料为永磁材料或软磁材料。
进一步地，所述永磁材料包括几下几类：
(1)合金类：包括铸造、烧结和可加工合金，铸造合金的主要品种有AlNi(Co)、FeCr(Co)、FeCrMo、FeAlC、FeCo(V)(W)；烧结合金有Re-Co(Re代表稀土元素)、 Re-Fe以及AlNi(Co)、FeCrCo等；可加工合金有FeCrCo、PtCo、MnAlC、CuNiFe和AlMnAg 等，后两种中BHC较低者亦称半永磁材料；
(2)铁氧体类：主要成分为MO·6Fe2O3，M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa等复合 组分；
(3)金属间化合物类：主要以MnBi为代表。
所述软磁材料包括几下几类：
(1)合金薄带或薄片：FeNi(Mo)、FeSi、FeAl等；
(2)非晶态合金：Fe基、Co基、FeNi基或FeNiCo基等配以适当的Si、B、P和其 他掺杂元素；
(3)磁介质(铁粉芯)：FeNi(Mo)、FeSiAl、羰基铁和铁氧体等粉料，经电绝缘介 质包覆和粘合后按要求压制成形。
(4)铁氧体：包括尖晶石型——MO·Fe2O3(M代表NiZn、MnZn、MgZn、Lil/2Fe1/2Zn、CaZn等)，磁铅石型——Ba3Me2Fe24041(Me代表Co、Ni、Mg、Zn、Cu及其复合组分)。
具体地，所述磁性纳米材料为纳米三氧化二铁(γ-Fe2O3)或纳米四氧化三铁(Fe3O4)。
优选地，所述光引发剂包括安息香、安息香双甲醚(俗称：651)、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(俗称：HMPP或1173)、α，α′-乙 氧基苯乙酮(俗称：DEAP)、1-羟基环己基苯基甲酮(俗称：184)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2- 羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(俗称：2959)、1，1'-(亚甲基二-4，1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基 -1-丙酮](俗称：127)、2-羟基-1-[4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苯氧基]苯基]-2-甲基丙酮(俗 称：160)、苯甲酰甲酸甲酯(俗称：MBF)、苯甲酰甲酸一缩二乙二酯(俗称：754)、苯 甲酰甲酸二缩三乙二酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦 (俗称：BAPO)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(俗称：TPO)、2，4，6-三甲 基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(俗称：TPO-L)、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙 酮(俗称：907)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(俗称：369)、2-(4-甲基苄 基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(俗称：379)、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、1-[4-(4- 苯硫基)-苯基]-辛-1，2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯(俗称：OXE-1)、(1-[3'-(6'-邻甲苯甲酰基-N- 乙基咔唑)]-1-乙酮肟-O-乙酸酯)(俗称：OXE-2)、香豆素、二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮和 硫杂蒽酮(俗称：TX)、2-异丙基硫杂蒽酮(俗称：ITX)、2,4-二乙基硫杂蒽酮(俗称： DETX)、2-氯硫杂蒽酮(俗称：CTX)、樟脑醌(俗称：CQ)；4-对甲苯巯基二苯甲酮(俗 称：光引发剂4-BMS)、双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(俗称：784)中的至少一种。
具体地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(俗称：HMPP或1173)。
优选地，辐射的光源包括中压汞灯或LED灯。
本发明的上述第二个目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明还提供了采用上述方法制备得到的磁性聚合物。
本发明利用光引发剂在光照下产生出自由基或激发态，然后与糖基或苯基烯丙基单体 通过光聚合反应获得磁性聚合物，在常温下即可反应，反应条件温和，所制得的磁性聚合 物属于一种新型的靶向绿色高分子磁性材料，而且具有无抗原性、易由导管注入和不透过 X射线等特点，可以应用于经导管动脉栓塞术中。
本发明的上述第三个目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明还提供了上述的磁性聚合物在制备抗肿瘤药物和/或MRI造影剂中的应用。
糖基或苯基烯丙基单体具有多羟基官能团和增强的极性，可以分散纳米磁性无机物， 避免疏水性烯丙基聚合物不能分散纳米无机物的缺点。本发明基于磁性纳米材料(比如纳 米氧化铁)在AMF下的磁热效应，观察到磁性纳米材料@糖基或苯基烯丙基聚合物注射到小鼠肿瘤模型中具有良好的热疗效果。此外，磁性纳米材料@糖基或苯基烯丙基醚聚合物造影剂可以获得增强的T1加权MRI，用于准确的癌症治疗。因此，本发明的磁性纳米 材料@糖基或苯基烯丙基聚合物磁性微球不仅实现了对肿瘤细胞成像和检测的改进，而且 实现了对肿瘤的有效治疗。不仅可以比较长时间的停留在体内进行磁热治疗肿瘤，而且可 以诊断肿瘤大小及位置。
优选地，所述肿瘤包括但不限于肝癌。
优选地，所述抗肿瘤药物包括但不限于经导管动脉栓塞药物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了利用烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，利用糖基烯丙 基单体/苯基烯丙基单体、光引发剂及磁性纳米材料，通过光聚合反应以自由基或激发态 参与反应，引发聚合反应从而获得磁性聚合物。本发明方法在常温下即可进行反应，反应 条件温和，所制得的磁性聚合物分散性好，基本无毒，细胞相容性好，且具有一定的磁性， 利用交变磁场可发生磁热效应，属于一种新型的靶向绿色高分子磁性材料，可通过磁热疗 法及磁共振(MRI)造影剂应用于治疗肿瘤；同时，具有无抗原性、易由导管注入和不透过X射线等特点，可以应用于经导管动脉栓塞术中。
附图说明
图1为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的主要理化性质表征；
图1中，(A)TEM图像；(B)γ-Fe2O3@PSAE的能谱仪(EDS)光谱；(C)γ-Fe2O3@PSAE 的重量百分比；(D)γ-Fe2O3@PSAE的粒径分布；(E)γ-Fe2O3、γ-Fe2O3@PSAE和PSAE的 红外光谱；(F)γ-Fe2O3@PSAE的TG光谱；(G)SAE的实时红外光谱；(H)γ-Fe2O3@PSAE 的磁滞回线和低磁场区域的放大图。
图2为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的体外和体内磁热效应评估结果；
图2中，(A)体外磁热温度图；(B)体外磁热的红外成像；(C)体内磁热温度图；(D)体内磁热的红外成像。
图3为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE在体外和体内的MRI效果；
图3中，(A)体外MR成像结果；(B)体内磁共振成像结果；(C)小鼠肿瘤组织体内 MR成像效果的解剖图。
图4为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE的细胞毒性评价结果；
图4中，(A)不含AMF的细胞毒性图；(B)AMF作用下的细胞毒性图；(C-F)对照 组和实验组细胞在AMF作用下的AO/PI染色图像(C为对照组、D为10mg/mL组、E 为20mg/mL组、F为30mg/mL组)。
图5为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE的抗肿瘤效果；
图5中，(A)MTT期间体重的变化和(B)相对肿瘤生长曲线；(C)MTT后KM肿 瘤小鼠的代表性解剖肿瘤图和(D)苏木精及伊红(H&E)染色后从不同组收集的肿瘤组 织切片。
图6为实施例1中γ-Fe2O3@PSAE的体内毒理学评价结果。
图6中，(A-D)血液生化测试结果(A为AST和ALT，B为BUN，C为CR，D为 CK)；(E)苏木精和伊红(H&E)染色后从不同组收集的组织器官切片图。
图7为实施例6中Fe3O4@PDAIP磁性微球的主要理化性质表征；
图7中，(A)TEM图像；(B)Fe3O4@PDAIP的能谱仪(EDS)光谱；(C)Fe3O4@PDAIP 的重量百分比；(D)Fe3O4@PDAIP的粒径分布；(E)Fe3O4、PDAIP和Fe3O4@PDAIP的红 外光谱；(F)Fe3O4@PDAIP的TG光谱；(G)DAIP的实时红外光谱；(H)Fe3O4@PDAIP 的磁滞回线和低磁场区域的放大图。
图8为实施例6中Fe3O4@PDAIP磁性微球的体外和体内磁热效应评估结果；
图8中，(A)体外无PBS溶液的磁热温度图；(B)体外Fe3O4@PDAIP与PBS溶液混 合的磁热温度图；(C)不同时间点体外和体内磁热的红外成像；(D)体外和体内的MRI 造影图像。
图9为实施例6中Fe3O4@PDAIP的稳定性测试结果；
图9中，(A)不同浓度磁性微球在各种溶液中浸泡不同时间后的升温性能图；(B)不同浓度磁性微球在各种溶液中浸泡不同时间后的粒径分布图。
图10为实施例6中(A)无AMF作用的细胞毒性图；
图10中，(B)AMF作用下的细胞毒性图；(C)MTT期间的相对肿瘤生长曲线；(D)MTT期间的小鼠体重变化情况；(E)对照组和实验组细胞在AMF作用下的AO/PI染色图；(F) 苏木精和伊红(H&E)染色后从不同组收集的肿瘤组织切片图；(G)MTT后KM肿瘤小鼠 的代表性解剖肿瘤图。
图11为实施例6中Fe3O4@PDAIP的体内毒理学评价结果。
图11中，(A)苏木精和伊红(H&E)染色后从不同组收集的组织器官切片图； (B)AST、ALT、BUN和CR等血液生化指标的测试结果。
图12为磁性微球的制备工艺及磁性微球聚合物的结构图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式 的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各 个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验 材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到。
实施例1一种利用糖基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，蔗糖烯丙基醚(SAE)为单体，在此基础上加入γ-Fe2O3磁性颗粒合成磁性微球，具体为：称取10g SAE、1g 1173和0.01gγ-Fe2O3，摇晃混合后将它们 缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)，然后室温下 置于空气中在500rpm机械搅拌下进行200w紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟后得 到磁性微球(γ-Fe2O3@PSAE)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移到3.5万分子量的透 析袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为γ-Fe2O3@PSAE 磁性微球。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发蔗糖烯丙基醚单体进行光聚合反应，而γ-Fe2O3在反应过程中被包裹在聚合 物里面，最终得到磁性聚合物。
对制得的γ-Fe2O3@PSAE磁性微球进行理化性质表征，由图1的TEM(1A)及EDS (1B)可以看出，磁性微球的表面形貌并不光滑，且呈规则的球形，分散性好。同时， γ-Fe2O3@PSAE是单分散的，平均组成为C、O和Fe元素。此外，γ-Fe2O3@PSAE的元素 映射图像和线扫描数据进一步表明C、O和Fe元素的存在和均匀分布，且γ-Fe2O3@PSAE 中Fe元素的重量浓度为7.04％(图1C)。需要说明的是，由于样品在测试前需要喷金， 因此分析结果中含有Au(图1C中未标出)。图1D为γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的粒径分 布图，可以看出磁性微球的粒径范围为0-250μm，平均粒径为80μm，且显示出正偏斜分 布，表明γ-Fe2O3@PSAE磁性微球具有较宽的粒径分布。
γ-Fe2O3、PASE(制备方法同实施例1，只是没有添加γ-Fe2O3)和γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的红外光谱如图1E所示。结合γ-Fe2O3的红外光谱可知，580cm-1处的γ-Fe2O3峰和γ-Fe2O3@PSAE磁性微球峰归属于Fe-O键，表明γ-Fe2O3成功掺杂在γ-Fe2O3@PSAE磁性 微球中，而C＝C(1648cm-1)的特征吸收峰几乎消失，说明磁性微球由SAE单体成功合 成，几乎没有残留的SAE。
图1F显示了γ-Fe2O3、PSAE和γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的TG和DSC曲线。可以看 出，在50-800℃内，γ-Fe2O3不随温度升高而分解，同时TG曲线的一阶导数表明磁性微 球聚合物的最快热分解温度分别为298℃和410℃。而PSAE和γ-Fe2O3@PSAE在800℃不 完全分解，550℃后失重相差约10％。上述结果说明，γ-Fe2O3@PSAE具有与PSAE聚合 物相同的良好热稳定性。此外，γ-Fe2O3@PSAE中γ-Fe2O3的质量百分比为10％，对应EDS 元素分析中铁的含量。
由于SAE单体的聚合能力是形成γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的必备条件，SAE单体的聚合能力越强，越容易形成γ-Fe2O3@PSAE磁性微球。为此，使用实时红外(RT-FTIR) 获得了由裂解型HMPP光引发剂引发的SAE的聚合曲线。图1G显示了RT-FTIR的转化 率与曝光时间曲线，其中聚合的反应性采用具有不同HMPP光引发剂质量百分比(4％、 8％、12％)的SAE单体来表示。由于HMPP是一种裂化型光引发剂，随着HMPP光引发 剂浓度的增加，SAE光引发剂双键聚合的转化率更大，HMPP体系的反应大约需要600 秒能达到60％的转化率，这意味着HMPP光引发剂具有足够的光聚合能力，可以将SAE 单体聚合成聚合物形式。
图1H是γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的磁滞曲线。可以看出，磁性微球具有典型的顺磁性材料的S形磁滞曲线，磁饱和(Ms)达到6.01emu·g-1。通过部分放大磁滞曲线，可以 看出矫顽力(Hc)为98.45Oe，剩磁(Mr)为0.76emu·g-1。由于这些值远小于外加磁 场的值，可以完全忽略。这些现象表明磁性微球保持了纳米γ-Fe2O3良好的超顺磁性。
此外，对制备得到的γ-Fe2O3@PSAE进行体外和体内磁热效应评估：
(1)体外实验：将分别含10mg/mL、20mg/mL和30mg/mLγ-Fe2O3@PSAE的PBS 溶液(以PBS为对照)放入25mL烧杯中，然后放在通电的高频交变磁场(AMF)下进 行磁热实验。
(2)体内实验具体为：使用1mL注射器将分别含10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL γ-Fe2O3@PSAE的PBS溶液(以PBS为对照)注射到肝癌H22荷瘤小鼠肿瘤内，然后放 在通电的高频交变磁场(AMF)下进行磁热实验。
实验结果表明(图2A和B)，在体外实验中，在AMF的作用下，PBS对照组的体温 略有升高，但整体温度并未达到37℃，而在含有γ-Fe2O3@PSAE的PBS中，温度显著升 高，150s内温度达到42℃，最高温度达到45.8℃，达到杀灭肿瘤的效果。在体内实验中 (图2C和D)，每24小时加热180秒，共加热3次，在AMF的作用下，对照PBS的体 温仅达到38℃左右，并不能杀死肿瘤，而含有γ-Fe2O3@PSAE的PBS的平均气温在42℃ 以上，最高平均气温达到44.5℃，说明本实施例制备得到的γ-Fe2O3@PSAE磁性微球具有 很好的磁热效果。并且第三天体内温度可以达到42℃，说明该磁性微球可以在体内停留 很长时间。
同时，对实施例1的γ-Fe2O3@PSAE在体外和体内的MRI效果进行评价：
体外实验：将含有不同浓度的γ-Fe2O3@PSAE(以PBS为对照)放在12孔板中，然 后放在核磁共振(飞利浦)下进行MRI成像。
体内实验：含有不同浓度的γ-Fe2O3@PSAE(以PBS为对照)注射到KM小鼠肿瘤内，然后放在核磁共振(飞利浦)下进行MRI成像。
从图3A可以看出，在体外，当γ-Fe2O3@PSAE的浓度为0mg/mL时，MRI成像呈浅 灰色。随着γ-Fe2O3@PSAE浓度的增加，MRI信号增大，MRI成像逐渐变暗变黑。在体 内，将相同体积的PBS，10mg/mL、20mg/mL和30mg/mLγ-Fe2O3@PSAE注射到小鼠 的肿瘤部位。在磁热疗法的作用下，治疗7天后观察MRI信号，随着γ-Fe2O3@PSAE浓 度的增加，MRI成像区域明显变小，肿瘤体积逐渐减小(图3B和C)。可见γ-Fe2O3@PSAE 具有良好的T1增强成像能力，可用于诊断肿瘤位置和肿瘤大小。
图4是实施例1的γ-Fe2O3@PSAE的细胞毒性评价。在体外细胞实验中，以PBS为 对照组，分别设置浓度为10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL的γ-Fe2O3@PSAE实验组， 将H22肝癌细胞接种于DMEM低糖杜氏改良培养基【含有10％胎牛血清胎牛血清(FBS) 和1％青霉素/链霉素(100U·mL-1】中分别传代培养24h、48h和72h。在没有交变磁场的 情况下，从图4A可以看出，不同浓度的γ-Fe2O3@PSAE在培养24、h、48h和72h后，细 胞活力仍可达到95％。在高浓度磁性微球长期与磁性微球直接接触下，细胞的生长和增 殖受磁性微球的影响不大。因此可认为γ-Fe2O3@PSAE磁性微球的细胞毒性为一级，基本 无毒，符合安全生物材料的标准，是一种相当可观的生物相容性材料。在交变磁场的磁加 热作用下(广东泰冠电力科技有限公司，型号15kW，120V)，从图4B-F可以看出，随 着γ-Fe2O3@PSAE浓度的增加，H22肝癌细胞的活力逐渐降低，浓度为30mg/mL，细胞 活力只有25％左右。表明γ-Fe2O3@PSAE产生的磁热达到了抗肿瘤作用。
为进一步评价γ-Fe2O3@PSAE的抗肿瘤效果。通过皮下注射评估了γ-Fe2O3@PSAE在 体内的抗肿瘤功效。将培养至对数生长期的H22细胞接种到KM小鼠【12只SPF级KM 雄性小鼠，体重25～30g，来自广东省实验动物中心[SCXK(Yue)2018-0002]，无菌手术在 广东省医学实验动物中心实验动物伦理委员会进行[SYXK(Yue)2018-0002]，本实验经我院 伦理委员会批准(C202103-18)，按照实验动物使用3R原则给予人文关怀】体内，即首 先将细胞悬液的密度调整为1.25×107个细胞/毫升。将0.2mL上述细胞悬液注入小鼠右腋 下，建立H22肝癌小鼠模型。将小鼠随机分为4组，每组3只。一组为对照组(PBS)， 另外三组为不同浓度的γ-Fe2O3@PSAE(10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL组)。当小鼠 出现肿瘤结节时，开始注射。给药周期为14天，记录各组小鼠造模前和治疗后14天的体 重和肿瘤体积(在皮下注射后12小时进行磁热实验，并每2天监测体重和肿瘤大小)。如 图5A所示，所有皮下注射小鼠的体重基本没有变化，说明γ-Fe2O3@PSAE材料对小鼠的 不良影响可以忽略不计。此外，给定时间内肿瘤体积的变化曲线如图5B所示。喂养14 天后，γ-Fe2O3@PSAE的相对肿瘤体积(V/V0)分别为28.72、24.14、12.24和0.74。同 时发现14天后，随着γ-Fe2O3@PSAE浓度的增加，肿瘤体积逐渐减小(图5C)。代表性 肿瘤切片的H&E染色图像(图5D)还显示，γ-Fe2O3@PSAE组中发生了严重的癌细胞坏 死。这些体内实验的结果再次证实，本发明的γ-Fe2O3@PSAE作为有效的抗肿瘤剂具有巨 大的潜力。
图6是实施例1生物安全性评价。由于磁性微球材料的潜在毒性，其未来的临床应用 中发挥着重要作用。为确保其更安全、更有效，通过小鼠的一些生理参数【如血清生化、主要器官的苏木精和伊红(H&E)染色】对其进行生物安全性评价。即将0.2mL的H22 细胞悬液(1.25×107个/毫升)注入接种到KM鼠右腋，当小鼠出现肿瘤结节时，开始注 射γ-Fe2O3@PSAE磁性聚合物(10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL，以PBS为对照)，或者 使用1mL的注射器将γ-Fe2O3@PSAE磁性聚合物(10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL，以 PBS为对照)注射到肝癌H22荷瘤小鼠肿瘤内，给药周期为14天，记录各组小鼠造模前 和治疗后14天的体重和肿瘤体积，所有小鼠都表现良好，没有任何可观察到的毒性迹象。 于瘤内或皮下注射γ-Fe2O3@PSAE后第14天进行小鼠血清生化检测。如图6A-D所示， 测试了各种生化参数，包括丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶(ALT和AST，均 为肝功能指标)、血尿素氮和肌酐(CREA和BUN，都是肾功能指标)和肌酸激酶(CK， 心功能指标)。令人鼓舞的是，试验参数显示对照组与γ-Fe2O3@PSAE组无显著差异，表 明皮下注射γ-Fe2O3@PSAE后未发生明显的心、肝、脾、肺和肾损伤。同时，在瘤内或皮 下注射γ-Fe2O3@PSAE后，对心(Cardiac)、肝(Liver)、脾(Spleen)、肺(Lung)和肾 (Kidney)等代表性主要器官切片进行H&E染色图像。如图6E所示，与对照组相比， γ-Fe2O3@PSAE瘤内或皮下注射后，检测到的器官未见器官损伤或炎症病变。可见，一定 剂量的γ-Fe2O3@PSAE在体内无毒，可用于未来的抗癌生物应用，证明γ-Fe2O3@PSAE在 未来的生物应用中具有良好的生物安全性。
实施例2一种利用糖基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，葡萄糖烯丙基醚为单体，在此基础上加入γ-Fe2O3磁性颗粒合成 磁性微球，具体为：称取10g葡萄糖烯丙基醚、1g 1173和0.01gγ-Fe2O3，摇晃混合后 将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)，然后 室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟后得 到磁性微球(γ-Fe2O3@聚葡萄糖烯丙基醚)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移到透析 袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为γ-Fe2O3@聚葡萄 糖烯丙基醚磁性微球。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发葡萄糖烯丙基醚单体进行光聚合反应，而γ-Fe2O3在反应过程中被包裹在聚 合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质及磁热效应与实施例1相同或相似。
实施例3一种利用糖基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，羧基壳聚糖烯丙基醚为单体，在此基础上加入γ-Fe2O3磁性颗粒 合成磁性微球，具体为：称取10g羧基壳聚糖烯丙基醚、1g 1173和0.01gγ-Fe2O3，摇 晃混合后将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)， 然后室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟 后得到磁性微球(γ-Fe2O3@聚羧基壳聚糖烯丙基醚)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转 移到透析袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为γ-Fe2O3@ 聚羧基壳聚糖烯丙基醚磁性微球。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发羧基壳聚糖烯丙基醚单体进行光聚合反应，而γ-Fe2O3在反应过程中被包裹 在聚合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质及磁热效应与实施例1相同或相似。
实施例4一种利用糖基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，曲二糖烯丙基醚为单体，在此基础上加入γ-Fe2O3磁性颗粒合成 磁性微球，具体为：称取10g曲二糖烯丙基醚、1g 1173和0.01gγ-Fe2O3，摇晃混合后 将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)，然后 室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟后得 到磁性微球(γ-Fe2O3@聚曲二糖烯丙基醚)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移到透析 袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为γ-Fe2O3@聚曲二 糖烯丙基醚磁性微球。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发曲二糖烯丙基醚单体进行光聚合反应，而γ-Fe2O3在反应过程中被包裹在聚 合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质及磁热效应与实施例1相同或相似。
实施例5一种利用糖基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，麦芽糖烯丙基醚为单体，在此基础上加入γ-Fe2O3磁性颗粒合成 磁性微球，具体为：称取10g麦芽糖烯丙基醚、1g 1173和0.01gγ-Fe2O3，摇晃混合后 将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)，然后 室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟后得 到磁性微球(γ-Fe2O3@聚麦芽糖烯丙基醚)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移到透析 袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为γ-Fe2O3@聚麦芽 糖烯丙基醚磁性微球。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发麦芽糖烯丙基醚单体进行光聚合反应，而γ-Fe2O3在反应过程中被包裹在聚 合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质及磁热效应与实施例1相同或相似。
实施例6一种利用苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，间苯二甲酸二烯丙酯(DAIP)为单体，在此基础上加入Fe3O4磁性颗粒合成磁性微球，具体为：称取10g DAIP、1g 1173和0.4g Fe3O4，摇晃混合后 将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)，然后 室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟后得 到磁性微球(Fe3O4@PDAIP)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移到透析袋中透析48 小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为Fe3O4@PDAIP磁性聚合物。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发间苯二甲酸二烯丙酯单体进行光聚合反应，而Fe3O4在反应过程中被包裹在 聚合物里面，最终得到磁性聚合物。
对制得的Fe3O4@PDAIP磁性微球进行理化性质表征，图7是实施例6基于透射电子显微镜(TEM)观察和能量色散谱(EDS)分析(图7A和B)。可以看出，Fe3O4@PDAIP 磁性微球的表面形貌并不光滑，且呈规则的球形，分散性好。同时，Fe3O4@PDAIP是单 分散的，平均组成为C、O和Fe元素。此外，Fe3O4@PDAIP的元素映射图像和线扫描数 据进一步表明了C、O和Fe元素的存在和均匀分布。而且Fe3O4@PDAIP中Fe元素的重 量浓度为5.5％(图7C)。需要说明的是，由于样品在测试前需要喷金，因此分析结果中 含有Au(图7C中未标出)。图7D为磁性微球粒径分布图，可以看出该磁性微球的粒径 范围为25-145μm，平均粒径为74μm，显示出正偏斜分布，表明Fe3O4@PDAIP磁性微 球具有较宽的粒径分布。
Fe3O4、PDAIP(制备方法同实施例6，只是未添加Fe3O4)和Fe3O4@PDAIP磁性微 球的红外光谱如图7E所示，结合Fe3O4的红外光谱可知，586cm-1处的Fe3O4峰和 Fe3O4@PDAIP磁性微球峰归属于Fe-O键，表明Fe3O4成功掺杂在Fe3O4@PDAIP磁性微 球中。而C＝C(1648cm-1)的特征吸收峰几乎消失，说明磁性微球由SAE单体成功合成， 几乎没有残留的DAIP。
图7F显示了Fe3O4、PDAIP和Fe3O4@PDAIP磁性微球的TG和DSC曲线。可以看 出，在50-800℃内，Fe3O4不随温度升高而分解，PDAIP和Fe3O4@PDAIP在800℃不完 全分解，550℃后失重相差约10％，说明Fe3O4@PDAIP具有与PDAIP聚合物相同的良好 热稳定性，Fe3O4@PDAIP中Fe3O4的质量百分比为10％，由于纳米粒子并非均匀分布， 因此对应EDS元素分析中铁的含量有所波动。
为了解DAIP单体的聚合能力，使用实时红外(RT-FTIR)获得了由裂解型HMPP光 引发剂引发的DAIP的聚合曲线。图7G显示了RT-FTIR的转化率与曝光时间曲线，其中 聚合反应性通过具有不同HMPP光引发剂质量百分比的DAIP单体来表示。HMPP是一 种裂化型光引发剂，在浓度为5％-10％范围内，随着HMPP光引发剂浓度的增加，DAIP 光引发剂双键聚合的转化率变大，但当HMPP浓度为20时，由于初期聚合速率过快导致 聚合物过早交联，从而无法得到更高产率。HMPP体系的反应大约需要600秒能达到60％ 的转化率，这意味着HMPP光引发剂具有足够的光聚合能力，可以将DAIP单体聚合成 聚合物形式。
图7H是Fe3O4@PDAIP磁性微球的磁滞曲线。可以看出，磁性微球具有典型的顺磁 性材料的S形磁滞曲线，磁饱和(Ms)达到4.01emu·g-1。而通过部分放大磁滞曲线，可 以看出矫顽力(Hc)为98.45Oe，剩磁(Mr)为0.76emu·g-1。而由于这些值远小于外 加磁场的值，可以完全忽略，上述这些现象表明磁性微球保持了纳米Fe3O4良好的超顺磁 性。
同时，对Fe3O4@PDAIP磁性微球进行体外和体内磁热效应以及MRI造影能力的评估:
(1)体外实验：将分别含10mg/mL、20mg/mL和30mg/mLFe3O4@PDAIP的PBS 溶液(以PBS作为对照)放在25mL的烧杯中，然后放在通电的高频交变磁场(AMF) 下进行磁热实验。
(2)体内实验：使用1mL注射器将分别含10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL Fe3O4@PDAIP的PBS溶液(以PBS作为对照)注射到KM小鼠肿瘤内，然后放在通电 的高频交变磁场(AMF)下进行磁热实验。其中，在体外实验中，为排除PBS溶液导热 的影响，设置了不含PBS的对照组。
实验结果(图8A和B)表明，在AMF的作用下，PBS对照组体温略有升高，但整 体温度并未达到37℃，在含有Fe3O4@PDAIP的实验组中，温度则显著升高，150s内温 度达到45℃，最高温度达到52℃，达到杀灭肿瘤的效果。
(3)造影实验：在体外，将含有不同Fe3O4@PDAIP浓度的PBS溶液放在12孔板中， 然后放在核磁共振(飞利浦)下进行MRI成像。在体内，将含有不同Fe3O4@PDAIP浓 度的PBS溶液注射到KM小鼠肿瘤内，然后放在核磁共振(飞利浦)下进行MRI成像。
从图8D可以看出，在体外时，当Fe3O4@PDAIP的浓度为0mg/mL时，MRI成像呈 浅灰色，而随着Fe3O4@PDAIP浓度的增加，MRI信号增大，MRI成像逐渐变暗变黑。在 体内时，将相同体积的PBS，10mg/mL、20mg/mL和30mg/mLFe3O4@PDAIP注射到肝 癌H22荷瘤小鼠的肿瘤部位，其MRI图像结果与体外实验类似。可见，Fe3O4@PDAIP 具有良好的T1增强成像能力，可用于诊断肿瘤位置和肿瘤大小。
图9是实施例6评价了磁性微球的稳定性。即把Fe3O4@PDAIP分别浸泡于水、PBS 和DMEM中，每组设置10mg/mL，20mg/mL和30mg/mL三个不同浓度的相互对照，然 后分别在第1天，第2天和第7天测定其升温性能和粒径分布。如图9A所示，在经过 AMF作用后，其温度均能达到40-48℃，可见在7天后微球仍然能够保持其良好的升温性 能。其粒径分布也无明显变化(图9B)，平均粒径为90μm，表明微球吸水后不会导致 体积明显的变化，性质稳定，可用于长期栓塞。
图10是实施例6的细胞毒性评价(磁性聚合物的组成及抗肿瘤机理如图12所示)。在体外细胞实验中，以PBS为对照组，分别设置浓度为10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL 的Fe3O4@PDAIP实验组，将H22肝癌细胞接种于DMEM低糖杜氏改良培养基【含有10％ 胎牛血清胎牛血清(FBS)和1％青霉素/链霉素(100U·mL-1】中分别传代培养24h、48h 和72h。在没有交变磁场的情况下观察细胞的活力，从图10A可以看出，不同浓度的 Fe3O4@PDAIP在培养24h、48h和72h后，细胞活力仍可达到98％，且在与高浓度磁性 微球长期直接接触下，细胞的生长和增殖受磁性微球的影响不大。可见，Fe3O4@PDAIP 磁性微球对细胞毒性为一级，基本无毒。符合安全生物材料的标准，是一种相当可观的生 物相容性材料。而在交变磁场的磁加热作用下(广东泰冠电力科技有限公司，型号15kW，120V)观察细胞的活力，从图10B可以看出，随着Fe3O4@PDAIP浓度的增加，H22肝 癌细胞的活力逐渐降低，当浓度为30mg/mL时，细胞活力只有45％左右，表明 Fe3O4@PDAIP产生的磁热达到了抗肿瘤作用。通过图10E的细胞AO/PI染色也可以看出， 随着微球浓度的增加，经过AMF作用的H22死细胞数(红色)明显增多。
为此，进一步通过皮下注射评估了Fe3O4@PDAIP在体内的抗肿瘤功效。将培养至对数生长期的H22细胞接种到KM小鼠【12只SPF级KM雄性小鼠，体重25～30g，来自 广东省实验动物中心[SCXK(Yue)2018-0002]，无菌手术在广东省医学实验动物中心实验动 物伦理委员会进行[SYXK(Yue)2018-0002]，本实验经我院伦理委员会批准(C202103-18)， 按照实验动物使用3R原则给予人文关怀】体内，即首先将H22细胞悬液的密度调整为 1.25×107个/毫升，然后将0.2mL上述细胞悬液注入小鼠右腋下，建立H22肝癌小鼠模型。 随后将小鼠随机分为4组，每组3只，一组为对照组(PBS)，另外三组为不同浓度的 Fe3O4@PDAIP组(10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL)。当小鼠出现肿瘤结节时，开始 注射给药，给药周期为14天，记录各组小鼠造模前和治疗后14天的体重和肿瘤体积(在 皮下注射12小时后进行磁热实验，并每2天监测体重和肿瘤大小)。如图10C和D所示， 所有皮下注射小鼠的体重基本没有变化，说明Fe3O4@PDAIP材料对小鼠的不良影响可以 忽略不计。此外，给定时间内肿瘤体积的变化曲线如图10B所示，喂养14天后， Fe3O4@PDAIP的相对肿瘤体积(V/V0)分别为3.97、3.44、1.03和0.48；同时发现14 天后，随着Fe3O4@PDAIP浓度的增加，肿瘤体积逐渐减小(图10G)；代表性肿瘤切片 的H&E染色图像(图10F)还显示，20mg/mL和30mg/mL的Fe3O4@PDAIP组中发生了严重的癌细胞坏死现象，这些体内实验的结果再次证实，本发明的Fe3O4@PDAIP作为有 效的抗肿瘤剂具有巨大的潜力。
图11是实施例6中Fe3O4@PDAIP磁性微球的生物安全性评价。由于Fe3O4@PDAIP 磁性微球材料的潜在毒性，其在其未来的临床应用中发挥着重要作用。为确保其更安全、 更有效，通过小鼠的一些生理参数【如血清生化、主要器官的苏木精和伊红(H&E)染 色】对其进行生物安全性评价。即将0.2mL的H22细胞悬液(1.25×107个/毫升)注入接 种到KM鼠右腋，当小鼠出现肿瘤结节时，开始注射Fe3O4@PDAIP磁性聚合物(10mg/mL、 20mg/mL和30mg/mL，以PBS为对照)，或者使用1mL的注射器将Fe3O4@PDAIP磁性 聚合物(10mg/mL、20mg/mL和30mg/mL，以PBS为对照)注射到肝癌H22荷瘤小鼠 肿瘤内，给药周期为14天，记录各组小鼠造模前和治疗后14天的体重和肿瘤体积，所有 小鼠都表现良好，没有任何可观察到的毒性迹象。在瘤内或皮下注射Fe3O4@PDAIP后， 对心(Cardiac)、肝(Liver)、脾(Spleen)、肺(Lung)和肾(Kidney)等代表性主要器 官切片进行H&E染色。试验参数显示，对照组与Fe3O4@PDAIP组均无显着差异，表明 瘤内或皮下注射Fe3O4@PDAIP后未发生明显的心、肝、脾、肺和肾损伤。如图11A所示， 与对照组相比，Fe3O4@PDAIP瘤内或皮下注射后，未检测到器官损伤或炎症病变。此外， 于皮下注射Fe3O4@PDAIP后第14天进行小鼠血清生化检测。如图11B所示，丙氨酸氨 基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)等肝功能指标以及血尿素氮(CREA) 和肌酐(BUN)等肾功能指标均与对照组无明显差异。可见，一定剂量的Fe3O4@PDAIP微球在体内无毒，在未来的抗癌应用中具有良好的生物安全性。
实施例7一种利用苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，对苯二甲酸二烯丙酯为单体，在此基础上加入Fe3O4磁性颗粒合成磁性微球，具体为：称取10g对苯二甲酸二烯丙酯、1g 1173和0.4g Fe3O4，摇晃混 合后将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)， 然后室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟 后得到磁性微球(Fe3O4@聚间苯二甲酸二烯丙酯)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移 到透析袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为Fe3O4@ 聚对苯二甲酸二烯丙酯磁性聚合物。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发对苯二甲酸二烯丙酯单体进行光聚合反应，而Fe3O4在反应过程中被包裹在 聚合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质、磁热效应、MRI造影能力、稳定性、抗肿瘤毒性及生物安全性与实施例1相同或相似。
实施例8一种利用苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法
以1173为光引发剂，对邻苯二甲酸二烯丙酯为单体，在此基础上加入Fe3O4磁性颗粒合成磁性微球，具体为：称取10g对邻苯二甲酸二烯丙酯、1g 1173和0.4g Fe3O4，摇 晃混合后将它们缓慢滴入到80mL蒸馏水中，溶解后再加入0.05g聚乙烯比咯烷酮(PVP)， 然后室温下置于空气中在500rpm机械搅拌下进行紫外灯(LED灯)照射，反应30分钟 后得到磁性微球(Fe3O4@聚间苯二甲酸二烯丙酯)，用蒸馏水对磁性微球进行洗涤后转移 到透析袋中透析48小时，最后经冷冻干燥后制得到磁性聚合物，并将其命名为Fe3O4@ 聚邻苯二甲酸二烯丙酯磁性聚合物。
上述制备方法的反应过程为：1173光引发剂在光照下产生苯甲酰自由基，再由苯甲 酰自由基引发邻苯二甲酸二烯丙酯单体进行光聚合反应，而Fe3O4在反应过程中被包裹在 聚合物里面，最终得到磁性聚合物。
该磁性微球的理化性质、磁热效应、MRI造影能力、稳定性、抗肿瘤毒性及生物安全性与实施例1相同或相似。
对比例1基于壳聚糖的磁性吸附水凝胶微球的制备
该制备方法记载在“周卿云,柯雪,朱镕泽,等.基于壳聚糖的磁性吸附水凝胶微球的 制备与表征[J].武汉工程大学学报,2021.43(6):632-636.642.”中，具体制备方法如下：
(1)取壳聚糖(CS)溶于质量分数为2％的醋酸溶液中，配制质量分数为2％的CS 溶液，超声脱泡后用注射器将所得溶液逐滴加入到浓度为1.25mol/L的NaOH溶液中， 静置24h至完全凝胶，用去离子水清洗凝胶微球至中性，置于蒸馏水中备用。
(2)称取一定量纯化后的埃洛石纳米管(HNTs)，加入到质量分数为2％的醋酸溶液中，超声至均匀分散，然后将步骤(1)的CS微球溶解于分散液中得质量分数2％的 CS溶液。再取Fe3+与Fe2+摩尔比为2∶1的混合液加入CS溶液中，在氮气保护下搅拌30 min，超声脱泡后用注射器将所得混合液逐滴加入浓度为1.25mol/L的NaOH溶液中，静 置24h至完全凝胶，用去离子水清洗凝胶球至中性，置于蒸馏水中备用。
对比例2壳聚糖-乙二醇二缩水甘油醚/Fe3O4凝胶微球的制备
(1)将3g壳聚糖溶于80mL 2％乙酸溶液中，机械搅拌30min，使壳聚糖充分溶解 成溶胶；
(2)向壳聚糖溶胶中加入10mL摩尔比为2∶1的Fe3+/Fe2+混合溶液，继续搅拌30min，溶液由亮黄色变为棕红色；
(3)将壳聚糖/Fe混合溶液用蠕动泵滴入NaOH浸泡液(1.25mol·L-1)中，静置陈 化4h后将制得的凝胶微球磁分离后用超纯水多次洗涤，除去残余的NaOH；
(4)将制得的凝胶微球加入到w(EGDE)＝0.89％的交联剂水混合溶液(0.8mL EGDE和100mL超纯水)中，25℃下交联4h；最后用超纯水和无水乙醇交替洗涤多次，冷冻 干燥30h后备用。
对比例1和对比例2为常规的磁性聚合物制备方法，在碱性介质中由壳聚糖凝胶制得 磁性凝胶微球。
与对比例1、2的聚合物制备方法相比，本发明的方法(实施例1～8)具有以下优点：(1)高效：对比例1的反应时间长达24小时，而本发明的光聚合反应可以在30分钟之 内实现完全的反应，其双键转化率高，生产效率更高；(2)节能：对比例1需要氮气保护 反应装置，而本发明的光聚合反应不需要氮气保护装置；(3)环保：本发明的光聚合反应 生成的材料中不含或只含少量有机溶剂，同时光聚合反应所用能源为电能，而非燃油或燃 气，无CO2产生，而对比例1、2的反应过程用到乙酸和氢氧化钠，会对环境产生污染； (4)经济：本发明光聚合反应的装置紧凑，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产 率高，有利于降低经济成本。以上优点说明本发明的光聚合反应是一项绿色的新技术。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本 领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变 化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，其特征在于，将光引发剂、糖基或苯基烯丙基单体和磁性纳米材料溶于水中，混匀后在室温下用紫外光照射30min以上，通过光引发自由基或三线态使光引发剂、糖基或苯基烯丙基单体和磁性纳米材料进行光聚合反应，从而制备得到磁性聚合物，所述光引发剂为裂解型和/或提氢型光引发剂；所述糖基烯丙基单体包括海藻糖烯丙基醚、葡聚糖烯丙基醚、葡萄糖烯丙基醚、果糖烯丙基醚、甘露糖烯丙基醚、半乳糖烯丙基醚、核糖烯丙基醚、脱氧核糖烯丙基醚、戊糖烯丙基醚、蔗糖烯丙基醚、蜜二糖烯丙基醚、曲二糖烯丙基醚、乳糖烯丙基醚、麦芽糖烯丙基醚、淀粉烯丙基醚、纤维素烯丙基醚中的至少一种；所述苯基烯丙基单体包括对苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，其特征在于，所述糖基烯丙基单体为蔗糖多烯丙基醚、葡萄糖烯丙基醚、羧基壳聚糖烯丙基醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，其特征在于，所述光引发剂、糖基或苯基烯丙基单体及磁性纳米材料的摩尔比为1:1～4:0.1～0.2。
4.根据权利要求1所述的一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，其特征在于，所述磁性纳米材料为永磁材料或软磁材料。
5.根据权利要求1所述的一种利用糖基或苯基烯丙基单体通过光聚合反应制备磁性聚合物的方法，其特征在于，所述光引发剂包括安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、α，α′-乙氧基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、1，1'-(亚甲基二-4，1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2-羟基-1-[4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苯氧基]苯基]-2-甲基丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、苯甲酰甲酸一缩二乙二酯、苯甲酰甲酸二缩三乙二酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、1-[4-(4-苯硫基)-苯基]-辛-1，2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、(1-[3'-(6'-邻甲苯甲酰基-N-乙基咔唑)]-1-乙酮肟-O-乙酸酯)、香豆素、二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮和硫杂蒽酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、樟脑醌；4-对甲苯巯基二苯甲酮、双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛中的至少一种。
6.采用权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的磁性聚合物。
7.权利要求6所述的磁性聚合物在制备抗肿瘤药物和/或MRI造影剂中的应用。
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