Janus結構超順磁性納米粒及其製備方法

2023-09-22 19:49:10

Janus結構超順磁性納米粒及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種Janus結構超順磁性納米粒及其製備方法。所述的Janus結構超順磁性納米粒以超順磁性納米粒為核，超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有性質相異的聚合物刷，包括親水性--疏水性聚合物刷、pH敏感--溫度敏感型聚合物刷等。本發明所述的Janus結構超順磁性納米粒，具有粒徑小、分布範圍窄且表面可功能化等優點。
【專利說明】Janus結構超順磁性納米粒及其製備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超順磁性納米粒及其製備方法，特別是涉及一種Janus結構超順磁性納米粒及其製備方法。

【背景技術】
[0002]Janus是古羅馬神話中的兩面神，具有左右不對稱的臉孔。1991年，諾貝爾物理學獎得主De Gennes將具有左右不對稱結構的粒子命名為Janus粒子(Reviews of ModernPhysics, 1992，64，645-648)。Janus粒子由於非均質的結構，為納米材料的構築及可控組裝等提供了豐富的模型和理論研宄的平臺，其在磁熱療、不對稱催化、單面藥物傳輸等生物醫學領域的應用亦有報導。
[0003]目前，常見的Janus粒子的結構類型包括:由性質相異的兩種無機微球組成的複合微球，由有機微球與無機微球組成的複合微球，由無機粒子嵌入有機微球形成的複合微球，以及由無機粒子部分覆蓋在有機微球外層的複合微球，如圖1(a)、(b)、(c)、(d)所示。現有的Janus粒子尺寸多分布在I?100微米，比表面積相對小，這樣的大尺寸限制了它在生物醫學上的應用。此外，現有的Janus粒子製備方法，亦存在步驟繁瑣、需要大型儀器輔助等不足。


【發明內容】

[0004]基於此，本發明的目的在於，提供一種Janus結構超順磁性納米粒，其具有粒徑小、分布均勻，且表面可功能化的優點。
[0005]本發明的另一個目的在於，提供一種Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，其工藝簡單，能夠製備出粒徑小且分布均勾的Janus結構超順磁性納米粒。
[0006]一種Janus結構超順磁性納米粒，以超順磁性納米粒為核，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有性質相異的聚合物刷。
[0007]在其中一個實施例中，所述的Janus結構超順磁性納米粒為親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有親水性聚合物刷和疏水性聚合物刷。
[0008]在其中一個實施例中，所述的親水性聚合物刷為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酸羥乙酯等；所述的疏水性聚合物刷為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸丁酯等。
[0009]在其中一個實施例中，所述的Janus結構超順磁性納米粒為pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有pH敏感聚合物刷和溫度敏感聚合物刷。
[0010]在其中一個實施例中，所述的pH敏感型聚合物刷為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸聚等；所述的溫度敏感型聚合物刷為聚N-異丙基丙烯醯胺、聚N，N- 二乙基丙烯醯胺等。
[0011 ] 在其中一個實施例中，所述的超順磁性納米粒為鐵氧磁性納米粒或摻雜的鐵氧磁性納米粒，其粒徑為8±2nm。優選地，所述的鐵氧磁性納米粒為四氧化三鐵(Fe3O4)或三氧化二鐵(Fe2O3)磁性納米粒；所述摻雜的鐵氧磁性納米粒為摻有猛(Mn)、鈷(Co)或鋅(Zn)的四氧化三鐵(Fe3O4)或三氧化二鐵(Fe2O3)磁性納米粒。
[0012]在其中一個實施例中，所述的Janus結構超順磁性納米粒的粒徑為20?30nm。
[0013]—種親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，包括以下步驟:
[0014]I)通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，製備端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物；
[0015]2)採用溶劑揮發法將端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物乳化成球，製備疏水性空心微球；
[0016]3)通過配體交換反應將超順磁性納米粒連接在疏水性空心微球的外層，形成超順磁性複合微球；
[0017]4)對超順磁性複合微球進行羧甲基化處理，然後通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，將親水性聚合物刷接枝在超順磁性納米粒上，形成親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球；
[0018]5)採用刻蝕溶劑對親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球進行刻蝕處理，形成以超順磁性納米粒為核，且超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有親水性聚合物刷和疏水性聚合物刷的親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒。
[0019]在其中一個實施例中，在步驟I)中，所述端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物的製備方法，包括以下步驟:
[0020]A)反應體系的準備:將反應瓶抽真空，通入氮氣或氬氣，除去反應體系中的氧氣；
[0021]B)催化劑的準備:將銅(II)鹽、配體、抗壞血酸鈉分別溶解於苄醚中；
[0022]C)聚合反應:將銅(II)鹽、配體以及抗壞血酸鈉的苄醚溶液分別加入反應體系中，將疏水性單體和引發劑溶於苄醚後加入反應體系中，磁力攪拌，於60?70°C下反應6?8小時；
[0023]D)分離純化:向反應體系加入苄醚，磁力攪拌至呈均質溶液，然後加入甲醇或乙醇中，將生成的白色絮狀沉澱過濾、乾燥，得到所述端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物；
[0024]其中，所述的銅(II)鹽為氯化銅(CuCl2)或溴化銅(CuBr2)，所述的配體為2，2-聯吡啶或N，N, N』，N』，N"-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)，所述的疏水性單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯等，所述的引發劑為氯乙酸或對氯甲基苯甲酸；銅(II)鹽與配體的摩爾比為1: 3?1: 10，銅(II)鹽與抗壞血酸鈉的摩爾比為1: 2?1: 10，銅(II)鹽與引發劑的摩爾比為1: 2?1: 10，引發劑與疏水性單體的摩爾比為1: 100?1:800。
[0025]在其中一個實施例中，在步驟2)中，所述疏水性空心微球的製備方法，包括以下步驟:
[0026]a)溶液的配製:將端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物溶解於二氯甲烷中，將聚乙烯醇(PVA)溶解於去離子水中；
[0027]b)乳化成球:在高速分散下，將疏水性鏈狀聚合物的二氯甲烷溶液滴加到聚乙烯醇的水溶液中，分散均勻後，在低速攪拌下將二氯甲烷揮發，得到疏水性空心微球乳液；
[0028]c)分離純化:將疏水性空心微球乳液高速離心，所得的沉澱用去離子水洗滌，乾燥後，得到所述的疏水性空心微球；
[0029]其中，疏水性鏈狀聚合物的二氯甲烷溶液的質量濃度為10?30mg/mL，優選為20mg/mL,聚乙烯醇水溶液的質量濃度為0.5?5 %; 二氯甲烷溶液與水溶液的體積比為1:10 ?1: 50。
[0030]在其中一個實施例中，在步驟3)中，所述超順磁性複合微球的製備方法，包括以下步驟:
[0031]I)採用多元醇法製備超順磁性納米粒，得到其磁流體；
[0032]II)將疏水性空心微球分散到去離子水中，加入磁流體，在氮氣保護下，於60?70°C下磁力攪拌反應12?24小時；
[0033]III)對反應液進行磁分離，所得沉澱用去離子水進行洗滌，得到所述的超順磁性複合微球；
[0034]其中，疏水性空心微球與超順磁性納米粒的質量比為3:1?1: 2。
[0035]在其中一個實施例中，在步驟4)中，所述親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球的製備方法，包括以下步驟:
[0036]i)羧甲基化處理:將超順磁性複合微球分散於乙醇中，加入氯乙酸的乙醇溶液，磁力攪拌，於60?70°C下反應12?24小時，然後進行磁分離，所得沉澱用乙醇洗滌，得到羧甲基化超順磁性複合微球，並分散於乙醇中；
[0037]ii)反應體系的準備:將反應瓶抽真空，通入氮氣或氬氣，除去反應體系中的氧氣;
[0038]iii)催化劑的準備:將銅(II)鹽、配體溶解於乙醇中，將抗壞血酸鈉溶解於去離子水中；
[0039]iv)聚合反應:分別將銅(II)鹽、配體的乙醇溶液以及抗壞血酸鈉的水溶液加入反應體系中，將羧甲基化超順磁性複合微球溶於乙醇中，親水性單體鈉鹽溶於去離子水中，而後加入反應體系中，磁力攪拌，於60?70°C下反應6?8小時；
[0040]v)分離純化:對反應體系進行磁分離，所得沉澱用乙醇/水混合溶液進行洗滌，得到所述的親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球；
[0041]其中，所述的銅(II)鹽為氯化銅(CuCl2)或溴化銅(CuBr2)，所述的配體為2，2-聯吡啶或N，N，N』，N』，N"-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)，所述的親水性單體鈉鹽為丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鈉等；銅(II)鹽與配體的摩爾比為1: 3?1: 10，銅(II)鹽與抗壞血酸鈉的摩爾比為1: 2?1: 10，銅(II)鹽與親水性單體鈉鹽的摩爾比為1: 100?1:300，羧甲基化超順磁性複合微球與親水性單體鈉鹽的質量比為1:1?1: 8。
[0042]在其中一個實施例中，在步驟5)中，所述的刻蝕溶劑為N，N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇混合溶劑；其中，N，N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇的體積比為1:1?9:1 ;所述親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球在刻蝕溶劑中的終濃度為I?15mg/mL。
[0043]在其中一個實施例中，在步驟5)中，所述的刻蝕處理包括以下步驟:將親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球分散於刻蝕溶劑中，攪拌反應4?6小時，然後進行磁分離，所得沉澱分別用刻蝕溶劑和去離子水進行洗滌，得到所述的Janus結構超順磁性納米粒。
[0044]一種pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，包括以下步驟:
[0045]①通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，製備端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物；
[0046]②採用溶劑揮發法將端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物乳化成球，製備疏水性空心微球；
[0047]③通過配體交換反應將超順磁性納米粒連接在疏水性空心微球的外層，形成超順磁性複合微球；
[0048]④對超順磁性複合微球進行羧甲基化處理，然後通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，將溫度敏感型聚合物刷接枝在超順磁性納米粒上，形成溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球；
[0049]⑤將溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球中的疏水性空心微球置換為pH敏感型聚合物空心微球，形成pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球；
[0050]⑥採用刻蝕溶劑對pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球進行刻蝕處理，形成以超順磁性納米粒為核，且超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有PH敏感型聚合物刷和溫度敏感型聚合物刷的pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒。
[0051]本發明所述的Janus結構超順磁性納米粒，以超順磁性納米粒為核，並在超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有性質相異的聚合物刷，具有粒徑小、分布範圍窄，單分散性好，且表面可功能化等優點。所述性質相異的聚合物刷包括親水性一疏水性聚合物刷、PH敏感一溫度敏感聚合物刷等，其刷狀結構具有豐富的官能團和非中心對稱性，可選擇性地再修飾。聚合物刷與超順磁性納米粒通過化學鍵結合，具有良好的穩定性。該Janus結構超順磁性納米粒由於其不對稱結構、超順磁性特性以及粒徑小的優點，可用於磁共振顯影、藥物傳遞載體等領域，具有廣泛的生物醫學應用。
[0052]本發明所述的Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，具有工藝簡單、反應條件溫和、產物易於提純與收集等優點。
[0053]在本發明的製備方法中，以疏水性單體和帶羧基的引發劑為原料，採用電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應(ARGET-ATRP)，能夠特異性地製備出端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物；該疏水性鏈狀聚合物通過溶劑揮發法乳化成球，能夠形成羧基在表面的疏水性空心微球，然後通過羧基與超順磁性納米粒的金屬原子進行配體結合，使超順磁性納米粒鍵合在疏水性空心微球的外層，形成複合微球；複合微球經羧甲基化形成引發劑，再通過ARGET-ATRP反應，在超順磁性納米粒的外層接枝上親水性聚合物刷，形成親水性聚合物刷接枝複合微球，以超順磁性納米粒為中心，其外層為親水性聚合物刷，內層為疏水性空心微球；將親水性聚合物刷接枝複合微球加入刻蝕溶劑中，刻蝕溶劑進入複合微球的內腔，將未與超順磁性納米粒鍵合的疏水性聚合物溶解，由於該疏水性聚合物僅通過端基的羧基與超順磁性納米粒鍵合，即一條疏水性聚合物鏈只會鍵合在一顆納米粒上，而不會與多顆納米粒發生鍵合，因此，當未發生鍵合的疏水性聚合物被溶解後，該疏水性空心微球即發生分解，各超順磁性納米粒彼此分離，形成以單個超順磁性納米粒為核，一側接枝有親水性聚合物刷，另一側接枝有疏水性聚合物刷的粒子，即本發明所述的Janus結構超順磁性納米粒。採用該刻蝕方法形成的Janus結構超順磁性納米粒，具有粒徑小、分布範圍窄的優點。
[0054]在本發明的製備方法中，採用體積比為1:1?9:1的四氫呋喃/水、N，N-二甲基甲醯胺/水、甲苯/乙醇混合溶劑作為其刻蝕溶劑，複合微球在水、乙醇中具有良好的分散性，並能提高外層的親水性聚合物刷在溶劑中的伸展性，防止親水性聚合物刷在溶劑中形成團聚狀態，而對刻蝕溶劑產生屏蔽作用，從而能夠促進四氫呋喃、N，N-二甲基甲醯胺和甲苯進入複合微球內作刻蝕處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1為現有的Janus粒子的結構示意圖；
[0056]圖2為Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA的製備路線圖；
[0057]圖3為端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物PMMA的合成路線圖；
[0058]圖4為PMMA疏水性空心微球的掃描電鏡圖；
[0059]圖5為超順磁性複合微球PMMA/Fe304的掃描電鏡圖；
[0060]圖6為親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PAA的掃描電鏡圖；[0061 ] 圖7為親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA的掃描電鏡圖。

【具體實施方式】
[0062]實施例一:製備親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA
[0063]1、ARGET-ATRP反應製備端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物PMMA
[0064]將裝有油封的三頸反應瓶抽真空、通氮氣，反覆三次，確保反應體系無水無氧。將 6.72mg (0.0SmmoI) CuC12、86.65mg (0.5mmol) N, N, N，，N，，N "-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)、99.06mg (0.5mmol)抗壞血酸鈉(SA)分別溶解於 2mL 苄醚中，將 5.006g(50mmol)甲基丙烯酸甲酯(MMA)和47.25mg(0.5mmol)氯乙酸(CA)溶解於2mL苄醚中。在氮氣保護、磁力攪拌下，將CuCl2、PMDETA, SA、MMA和CA的溶液注射到反應體系中，在60?70°C下反應8小時，反應結束後冷卻至室溫，得到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠狀體。將PMMA用苄醚溶解，然後加入甲醇以析出沉澱，過濾，反覆兩次，得到白色絮狀沉澱，在室溫下真空乾燥過夜，得到疏水性鏈狀聚合物PMMA。
[0065]2、溶劑揮發法製備PMMA疏水性空心微球
[0066]將200mg疏水性鏈狀聚合物PMMA溶解於1mL 二氯甲烷(CH2Cl2)中，將500mg聚乙烯醇(PVA)溶解於10mL去離子水中。在勻漿機的高速分散(8000?1000rpm)下，將PMMA的CH2Cl2S液逐滴滴加到PVA水溶液中，持續分散10分鐘，然後用機械攪拌(300?500rpm) 12小時，將012(:12揮發掉，得到PMMA疏水性空心微球的乳液。將乳液進行高速離心，所得沉澱用去離子水洗滌，乾燥，得到PMMA疏水性空心微球。
[0067]3、製備超順磁性複合微球PMMA/Fe304
[0068]取帶有冷凝管的10mL三頸瓶，抽真空、通氮氣，反覆三次，將720mg乙醯丙酮鐵溶於40mL三甘醇後注射到反應體系中；磁力攪拌，沙浴加熱，緩慢升溫至180°C，保溫30分鐘；然後快速升溫至278°C (三甘醇沸點)，回流30分鐘，得到黑色的磁流體(Fe3O4納米粒的原反應溶液)；冷至室溫，用體積比為1: 10的乙醇/乙酸乙酯混合溶劑反覆洗三次，然後進行磁分離，所得產物分散在乙醇中，低溫保存。
[0069]將10mg PMMA疏水性空心微球分散於1mL去離子水中，在磁力攪拌下加入磁流體(10mg Fe3O4納米粒)，在氮氣保護下，於70°C持續反應24小時，溶液顏色由黑色變為深棕色。反應結束後進行磁分離，所得產物用去離子水反覆洗滌至上清液無色，以確保除去未反應的PMMA疏水性空心微球和Fe3O4納米粒，得到超順磁性複合微球PMMA/Fe 304，低溫避光保存。
[0070]4、ARGET-ATRP反應製備親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PAA
[0071]將裝有油封的三頸反應瓶抽真空、通氮氣，反覆三次，確保反應體系無水無氧。將10mg超順磁性複合微球PMMA/Fe304分散於20mL乙醇後，注射到反應體系中；將300mg氯乙酸(CA)溶解於5mL乙醇後，注射到反應體系中。在避光、氮氣保護的條件下，於60?70°C下磁力攪拌反應24小時。然後進行磁分離，所得產物用乙醇反覆洗滌，得到羧甲基化超順磁性複合微球PMMA/Fe304/CA，低溫避光保存。
[0072]將裝有油封的三頸反應瓶抽真空、通氮氣，反覆三次，確保反應體系無水無氧。將2.69mg (0.02mmol) CuCljP 15.6mg (0.1mmo I) 2，2-聯吡啶(BPY)溶解於 ImL 乙醇中，將9.91mg(0.05mmol)抗壞血酸鈉(SA)溶解於ImL去離子水中，將263.31mg(2.8mmol)丙稀酸鈉(NaAA)溶解於ImL去離子水中，將50mg羧甲基化超順磁性複合微球PMMA/Fe304/CA分散於ImL乙醇中。在避光、氮氣保護、磁力攪拌下，將CuCl2、BPY、SA、NaAA和PMMA/Fe304/CA的溶液注射到反應體系中，在室溫下反應6小時。反應結束後，進行磁分離，所得產物用體積比為1:1的乙醇/水混合溶劑洗滌三次，進行磁分離後，再用0.0lM稀硝酸洗滌三次，再進行磁分離，然後用去離子水反覆洗滌至上清液為中性，得到親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PAA，低溫避光保存。
[0073]5、製備親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA
[0074]將1mg親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PAA分散於1mL體積比為9: I的N，N-二甲基甲醯胺/水(DMF/H20)混合溶劑中，磁力攪拌反應4小時。反應結束後進行磁分離，所得產物分別用DMF/H20混合溶劑洗滌三次，再用去離子水洗滌三次，得到親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA。
[0075]本實施例製得的親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PAA呈顆粒狀、單分散狀態，粒徑為20?30nm。
[0076]實施例二:製備pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒PMAA/Fe304/PNIPAM
[0077]1、參照實施例一所示的方法，製備超順磁性複合微球PMMA/Fe304。
[0078]2、ARGET-ATRP反應製備溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PNIPAM
[0079]將裝有油封的三頸反應瓶抽真空、通氮氣，反覆三次，確保反應體系無水無氧。將10mg超順磁性複合微球PMMA/Fe304分散於20mL乙醇後，注射到反應體系中；將300mg氯乙酸(CA)溶解於5mL乙醇後，注射到反應體系中。在避光、氮氣保護的條件下，於60?70°C下磁力攪拌反應24小時。然後進行磁分離，所得產物用乙醇反覆洗滌，得到羧甲基化超順磁性複合微球PMMA/Fe304/CA，低溫避光保存。
[0080]將裝有油封的三頸反應瓶抽真空、通氮氣，反覆三次，確保反應體系無水無氧。將4.03mg(0.03mmol)CuCl2^P 24.43mg(0.15mmol)2, 2-聯吡啶(BPY)溶解於 ImL 乙醇中，將19.8Img (0.1mmol)抗壞血酸鈉(SA)溶解於ImL去離子水中，將339.48mg(3mmol)異丙基丙烯醯胺(NIPAM)溶解於ImL去離子水中，將50mg羧甲基化超順磁性複合微球PMMA/Fe304/CA分散於ImL乙醇中。在避光、氮氣保護、磁力攪拌下，將CuCl2、BPY、SA、NaAA和PMMA/Fe304/CA的溶液注射到反應體系中，在室溫下反應6小時。反應結束後，進行磁分離，所得產物用體積比為1:1的乙醇/水混合溶劑洗滌三次，進行磁分離後，再用0.0lM稀硝酸洗滌三次，再進行磁分離，然後用去離子水反覆洗滌至上清液為中性，得到溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球PMMA/Fe304/PNIPAM，低溫避光保存。
[0081 ] 3、製備pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球PMAA/Fe304/PNIPAM
[0082]將10mg的PMMA/Fe304/PNIPAM加入1mL 0.1M的NaOH溶液中，在氮氣保護、磁力攪拌的條件下，於40°C下皂化水解40小時，將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)轉化為聚甲基丙烯酸鈉(PMAA)。反應結束後，進行磁分離，用0.0lM稀硝酸洗滌三次，再進行磁分離，用去離子水反覆洗滌至上清液為中性，得到PH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球PMAA/Fe304/PNIPAM0
[0083]4、製備pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PNIPAM
[0084]將1mg pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球PMAA/Fe304/PNIPAM分散於5mL體積比為9: I的N，N- 二甲基甲醯胺/水(DMF/H20)混合溶劑中，於40°C下磁力攪拌反應4小時。反應結束後進行磁分離，所得產物分別用DMF/H20混合溶劑洗滌三次，再用去離子水洗滌三次，得到pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PNIPAM。
[0085]本實施例製得的pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒PMMA/Fe304/PNIPAM呈顆粒狀、單分散狀態，粒徑為20?30nm。
[0086]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種Janus結構超順磁性納米粒，其特徵在於:以超順磁性納米粒為核，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有性質相異的聚合物刷。
2.根據權利要求1所述的Janus結構超順磁性納米粒，其特徵在於:所述的Janus結構超順磁性納米粒為親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有親水性聚合物刷和疏水性聚合物刷；所述的親水性聚合物刷為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酸羥乙酯，所述的疏水性聚合物刷為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸丁酯等。
3.根據權利要求1所述的Janus結構超順磁性納米粒，其特徵在於:所述的Janus結構超順磁性納米粒為pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒，所述超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有pH敏感聚合物刷和溫度敏感聚合物刷；所述的pH敏感型聚合物刷為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸；所述的溫度敏感型聚合物刷為聚N-異丙基丙烯醯胺或聚N，N- 二乙基丙烯醯胺。
4.根據權利要求1所述的Janus結構超順磁性納米粒，其特徵在於:所述的超順磁性納米粒為鐵氧磁性納米粒或摻雜的鐵氧磁性納米粒，其粒徑為8±2nm。
5.根據權利要求1至4的其中之一所述的Janus結構超順磁性納米粒，其特徵在於:所述的Janus結構超順磁性納米粒的粒徑為20?30nm。
6.權利要求2所述的Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，包括以下步驟: 1)通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，製備端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物； 2)採用溶劑揮發法將端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物乳化成球，製備疏水性空心微球； 3)通過配體交換反應將超順磁性納米粒連接在疏水性空心微球的外層，形成超順磁性複合微球； 4)對超順磁性複合微球進行羧甲基化處理，然後通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，將親水性聚合物刷接枝在超順磁性納米粒上，形成親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球； 5)採用刻蝕溶劑對親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球進行刻蝕處理，形成以超順磁性納米粒為核，且超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有親水性聚合物刷和疏水性聚合物刷的親水性一疏水性型Janus結構超順磁性納米粒。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於:在步驟5)中，所述的刻蝕溶劑為N, N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇混合溶劑；N，N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇的體積比為1:1?9:1 ;所述親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球在刻蝕溶劑中的終濃度為I?15mg/mL。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，在步驟5)中，所述的刻蝕處理包括以下步驟:將親水性聚合物刷接枝超順磁性複合微球分散於刻蝕溶劑中，攪拌反應4?6小時，然後進行磁分離，所得沉澱分別用刻蝕溶劑和去離子水進行洗滌，得到所述的Janus結構超順磁性納米粒。
9.權利要求3所述的Janus結構超順磁性納米粒的製備方法，包括以下步驟: ①通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，製備端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物； ②採用溶劑揮發法將端基為羧基的疏水性鏈狀聚合物乳化成球，製備疏水性空心微球； ③通過配體交換反應將超順磁性納米粒連接在疏水性空心微球的外層，形成超順磁性複合微球； ④對超順磁性複合微球進行羧甲基化處理，然後通過電子轉移再生催化劑原子轉移自由基聚合反應，將溫度敏感型聚合物刷接枝在超順磁性納米粒上，形成溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球； ⑤將溫度敏感型聚合物刷接枝超順磁性複合微球中的疏水性空心微球置換為PH敏感型聚合物空心微球，形成pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球； ⑥採用刻蝕溶劑對PH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球進行刻蝕處理，形成以超順磁性納米粒為核，且超順磁性納米粒的表面分兩側分別接枝有pH敏感型聚合物刷和溫度敏感型聚合物刷的pH敏感一溫度敏感型Janus結構超順磁性納米粒。
10.根據權利要求9所述的製備方法，其特徵在於:在步驟⑥中，所述的刻蝕溶劑為N, N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇混合溶劑；N，N- 二甲基甲醯胺/水、四氫呋喃/水、甲苯/乙醇的體積比為1:1?9:1 ;所述pH敏感一溫度敏感型超順磁性複合微球在刻蝕溶劑中的終濃度為I?15mg/mL。
【文檔編號】C08F265/04GK104497217SQ201410795083
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】解麗芹, 馮志偉, 井長勤, 陳紅麗, 趙亮, 王勉, 陳淑麗 申請人:新鄉醫學院