单分子聚合物纳米囊泡的设计、合成及应用

• 作 者: 严凯龙
• 出 处: 郑州大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 单分子纳米囊泡 纳米反应器 纳米复合材料 Ag@SiO2核壳结构 染料负载释放载体

纳米囊泡的中空结构赋予其大的比表面积,并且密度远低于相同组成和尺寸的纳米粒子,因此在生物成像、药物载体、仿生微纳米容器等领域受到了广泛的关注。在众多纳米囊泡中,单分子纳米囊泡具有制备过程简单、产量大、结构稳定性好且不易受溶液p H值和温度的影响等优势。本文开发了一种制备具有不同壳层单分子纳米囊泡的通用方法。先合成多臂星形可降解聚合物聚己内酯（PCL）作为核心,再通过可控自由基聚合生长第二聚合物嵌段作为壳层,然后对壳层进行交联并降解除去PCL核心,得到单分子纳米囊泡。单分子纳米囊泡的壳层可以通过改变第二嵌段的单体种类进行调控。通过此方法,本文制备了三种不同壳层的单分子纳米囊泡,并对其潜在的应用做了研究。具体内容如下:（1）制备PS单分子纳米囊泡并将其作为通用纳米反应器合成纳米粒子利用ROP、PET-RAFT反应制备了基于β-环糊精的多臂星形嵌段聚合物PCL-b-P（S-Cl）,并用Na N₃亲核取代Cl基团,得到星形嵌段聚合物PCL-b-P（S-N₃）。在254 nm紫外光照射交联P（S-N₃）嵌段得到核壳聚合物。通过酸降解核心PCL得到PS壳层单分子纳米囊泡。将单分子纳米囊泡作为通用纳米反应器合成了Ag、Au、Cu₂O、Fe₃O₄纳米复合材料。通过控制核心PCL的分子量可以控制得到单分子纳米囊泡中空结构的尺寸,同时决定了最终得到的纳米复合材料的尺寸。（2）制备SiO₂单分子纳米囊泡并用于合成Ag@SiO₂核壳纳米粒子以星形PCL为核心结合ATRP聚合,引入新的第二嵌段合成了多臂星形嵌段聚合物PCL-b-PTMSPMA。在碱性条件下水解交联PTMSPMA嵌段,得到有机二氧化硅核壳聚合物。通过酸降解核心PCL得到SiO₂壳层单分子纳米囊泡。并将单分子纳米囊泡作为纳米反应器合成Ag@SiO₂核壳材料。结果表明,水解交联的程度影响有机二氧化硅核壳聚合物壳层的厚度。并且通过控制核心PCL的分子量可以控制得到SiO₂单分子纳米囊泡中空的尺寸,同时决定了最终得到Ag@SiO₂核壳结构Ag粒子的尺寸。（3）制备光响应单分子纳米囊泡并研究其在染料负载释放方面的应用以星形PCL为核心,引入光响应单体MAMC,通过ATRP聚合合成了多臂星形嵌段聚合物PCL-b-PMAMC。在365nm紫外光照射下,PMAMC能够发生交联,在PCL经酸降解后形成PMAMC单分子纳米囊泡。此外,PMAMC壳层的交联在254nm紫外光的照射下可以被解除。因此本文研究了光敏纳米囊泡作为染料载体的应用。通过比较染料负载后在暗光和254 nm紫外光下的染料释放曲线,本文论证了光响应纳米囊泡在药物负载领域的潜在应用。