一種化學交聯pH值響應性多臂聚合物和納米多孔膠囊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于自組裝高分子材料領域，特別涉及一種化學交聯pH值響應性多臂聚合物和納米多孔膠囊。
【背景技術】
[0002]大分子自組裝是構筑具有納米或亞微米尺度的結構新物質的簡單而清潔的途徑。大分子自組裝可以構建不同尺度有序結構，如納米膠束，納米膠囊，納米管等。其中納米膠囊為尺寸納米級別的中空結構。由于納米膠囊是具有較高比表面積的中空結構，可包裹和保護各種活性成份，如藥物，活性酶，催化劑，染料，敏感性物質等，納米膠囊在藥物緩釋、催化、生物工程等高新技術領域都有潛在的應用價值。
[0003]納米膠囊尤其在藥物釋放領域的應用具有重大的潛力。由于現階段醫用藥物在無載體包裹的條件下無法避免在人體的副作用，并且藥物在人體內的釋放無法得到有效的控制，響應性聚合物納米囊泡作為藥物載體的一種，為提高藥物的傳輸能力和革El向釋放能力提供了一條可行的解決方案。
[0004]近年來，大量新型合成方法及制備技術的出現，涌現出大量制備納米膠囊的方法，其中具有響應性的(比如磁性、熱敏、光敏、pH響應性等)智能納米囊泡是研究中的熱點。通過設計和調控多臂型聚合物的組成成分，各部分比例以及臂支鏈長度，可以控制囊泡的功會K。
[0005]在已有的多臂聚合物的合成中，有通過巰基-不飽和鍵的反應方法來實現超支化；或者通過條件苛刻的陰離子聚合而合成的聚合物與偶聯劑反應制備。并且在已有的多臂聚合物的組裝中，常見的交聯方法主要是利用紫外光交聯構筑納米囊泡外壁，其普遍使用的聚合物為聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEMA)。由于紫外光一定程度上會降解藥物，使用PCEMA作為接枝共聚物的交聯外壁會阻礙其在藥物釋放的運用。而非光交聯聚合物體系(比如熱交聯、化學交聯)則可以避免此類問題的發生。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種化學交聯pH值響應性多臂聚合物。
[0007]本發明另一目的在于提供一種上述化學交聯pH值響應性多臂聚合物的制備方法。
[0008]本發明再一目的在于提供一種納米膠囊，該納米膠囊由上述的化學交聯pH值響應性多臂聚合物制備得到。
[0009]本發明的再一目的在于提供上述納米膠囊的應用。
[0010]本發明的目的通過下述方案實現:
[0011]—種化學交聯pH值響應性多臂聚合物，包括側鏈和主鏈，其中，
[0012]所述的主鏈為三嵌段共聚物，結構通式為:嵌段Ι-b-嵌段2-b-嵌段3
[0013]其中，嵌段I為pH響應性高分子鏈，嵌段2為形成多臂鍵合結構的高分子鏈，嵌段3為組成化學交聯結構的高分子鏈，側鏈為親水性高分子側鏈，側鏈接枝在嵌段2上；
[0014]組成嵌段I的聚合物可以為聚甲基丙烯酸N，N_二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)、聚甲基丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯(TOEAEMA)或者聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM);
[0015]組成嵌段2的聚合物可以是聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)或聚丙烯酸縮水甘油酯(PGA);
[0016]組成嵌段3的聚合物可以是聚N，N-二乙基胺基甲基丙烯酸乙酯(TOEAEMA);
[0017]優選的，所述的主鏈中，組成嵌段I的聚合物的聚合度為30?60，組成嵌段2的聚合物的聚合度為10?20，組成嵌段3的聚合物的聚合度在40?80。
[0018]所述的側鏈為親水性高分子鏈；
[0019]組成側鏈的聚合物可以為聚乙二醇單甲醚(MPEG)或者聚乙二醇(PEG)中的一種。
[0020]上述的化學交聯pH值響應性多臂聚合物的合成可通過自由基聚合、可控自由基聚合或點化學等方法合成，其合成方法具體包括以下步驟:
[0021](I)合成由pH響應性高分子鏈、可多臂鍵合高分子鏈以及可化學交聯高分子鏈組成的三嵌段共聚物，再對三嵌段共聚物的可多臂鍵合高分子鏈進行功能化，得到主鏈聚合物；
[0022](2)合成親水性聚合物，在合成過程中同時引入功能基團或對合成后的親水性聚合物進行功能化，得到側鏈聚合物；
[0023](3)將主鏈共聚物與側鏈聚合物混合，在催化劑存在下進行一步反應，得到化學交聯pH值響應性多臂聚合物；
[0024]步驟(I)中所述的合成三嵌段共聚物可以采用自由基聚合、可控自由基聚合、陰離子聚合等聚合方法。
[0025]步驟(I)所述的功能化是指在三嵌段共聚物的可多臂鍵合高分子鏈上引入疊氮等。
[0026]步驟(2)中所述的合成親水性聚合物指采用聚乙二醇或者聚乙二醇單甲醚與2-丙炔基乙酸進行酯化反應得到。
[0027]步驟(2)所述的引入的功能基團和功能化是指在親水性聚合物的末端引入炔基；
[0028]步驟(2)所述的親水性聚合物可以是MPEG-CCH、PEG-CCH等。
[0029 ] 步驟(3)所述的催化劑可以是CuSO4/SA (硫酸銅/抗壞血酸鈉)或CuBr/PMEDTA (溴化亞銅/N，N，N，N，N-五甲基二亞乙基三胺)。
[0030]一種納米多孔膠囊，其由上述的化學交聯pH值響應性多臂聚合物，具體步驟如下:將化學交聯pH值響應性多臂聚合物溶于DMF中，溶解后往溶液里加入lmol/L的三乙胺水溶液，通過溶液組裝，再加入小分子交聯劑進行化學交聯反應，然后再加入鹽酸使得溶液的PH值為4?5，則可形成穩定的納米多孔膠囊。
[0031 ]所述的小分子交聯劑為I，10-二碘癸烷；
[0032]所述的化學交聯反應是指在室溫下反應2h。
[0033]所用的化學交聯pH值響應性多臂聚合物、小分子交聯劑、三乙胺水溶液的質量比為(2?3):1:90。
[0034]上述的納米多孔膠囊可以應用于藥物釋放，納米反應器和納米催化劑中。
[0035]本發明相對于現有技術，具有如下的優點及有益效果:
[0036](I)傳統光交聯型聚合物需要在紫外燈照射下進行交聯，而紫外燈的照射往往會使聚合物包載的藥物部分分解，而化學交聯型聚合物則可以避免此類情況的發生。
[0037](2)化學交聯無需改變外界溫度，操作簡單并且可以定量控制交聯程度。
[0038](3)組裝出的多孔納米膠囊，能夠有效的穩定釋放包載其中的包載物，起到穩定釋放的作用。
【具體實施方式】
[0039]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0040]以下實施例中所涉及的份數均指質量份數。
[0041]以下實施例中所用試劑均可從市場常規購得。
[0042]實施例1:一種化學交聯pH值響應性多臂聚合物及納米多孔膠囊的合成
[0043](I)三嵌段共聚物 PDMAEMA-b-PGMA-b-PDEAEMA 的合成
[0044]取I份2-溴異丁酸乙酯引發劑、70份甲基丙烯酸二甲胺乙酯、100份甲醇、I份CuBr及I份N，N，N’，N’，N〃-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)在氮氣保護下50°C進行ATRP反應，反應6小時后將所得反應液倒入水中，過濾，將所得沉淀物干燥得PDMAEMA-Br(DP = 40);
[0045]取I份上述獲得的聚合物PDMAEMA-Br作為引發劑，20份甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、50份二苯醚、I份CuBr及I份N，N，N ’，N ’，N〃-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，在氮氣保護下常溫進行ATRP反應，反應10分鐘后將所得反應液慢慢滴加于正己燒中，過濾，將所得沉淀物干燥，得到 PDEAEMA-b-PGMA-Br ；
[0046]再取I份上面得到的PDMAEMA-b-PGMA-Br聚合物，70份甲基丙烯酸二乙胺乙酯、100份甲醇、I份CuBr及I份N，N，N ’，N ’，N〃-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)在氮氣保護下50 °C進行ATRP反應，反應8小時后將溶液慢慢滴入正己燒中，干燥沉淀物，得到三嵌段共聚物PDMAEMA-b-PGMA-b-PDEAEMA。
[0047](2)三嵌段共聚物 PDMAEMA-b-PGMA-b-