专利名称：一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种温度敏感性聚合物材料，具体介绍了一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，属于功能高分子材料领域。
背景技术：
聚电解质复合(PEC)胶束是由两种带相反电荷的亲水性共聚物通过静电作用形成的一类高分子胶束。其中，带相反电荷的聚电解质链段通过静电作用形成复合胶束的核，不带电荷的亲水性链段伸展在外面形成胶束的外壳。通过自组装方法制备的聚电解质复合胶束是近年来发展起来的新型高分子复合材料，其制备方法简单、无化学污染、原料来源丰富、并且在生物医学、环保、金属离子吸附、新型膜材料、催化剂制备等领域具有潜在用途。聚电解质复合胶束作为药物载体除了具有传统聚合物胶束的特点外，还有其独特的优势。一方面，聚电解质复合胶束载药范围广泛，既可以通过疏水作用负载疏水性药物，又可以通过静电或氢键作用负载亲水性药物；另一方面，载药过程基本在水溶液中进行，避免了有机溶剂的使用，可以消除溶剂残留引发的毒副作用。壳聚糖(CS)是自然界中唯一存在的碱性多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒等特性。壳聚糖分子链上含有丰富的氨基和羟基，通过一定的化学改性可以得到含有不同亲、疏水性链段的壳聚糖衍生物，大大增加了其在生物医学领域中的应用。壳聚糖及其衍生物分子链上的氨基在低PH值时带正电荷，在水溶液中它可与带负电荷的聚电解质形成聚电解质复合物用作载药微胶囊的研究引起了人们的浓厚兴趣。然而，有关壳聚糖基聚电解质复合胶束作为药物载体的研究至今报道较少。壳聚糖基聚电解质复合胶束除了具有两种聚电解质的优点外，加之纳米材料由于尺寸上的优越性，可携带药物分子通过上皮组织，将药物输送到靶部位，增强疗效，减少副作用，故这种纳米胶束在生物医药领域具有极大的应用潜力。文献中已有聚电解质复合胶束用作药物载体的报道，如江明等报道了酪蛋白接枝葡聚糖与溶菌酶形成的复合胶束用作溶菌酶的药物载体(喻绍勇，高杲，姚萍，江明，高等学校化学学报，2008，5，1027-1032.)。Hsiue等报道了聚乙二醇与聚赖氨酸的两嵌段共聚物与罗丹明B形成的聚离子络合物载药胶束(Wang，C-H.; Wang, ff-T.; Hsiue,Gg-H.Biomaterials, 2009, 30, 3352-3358)。这类聚电解质复合胶束用作药物载体，无法实现载药的可控释放。在壳聚糖聚电解质中通过接枝的方法引入温敏性基团则可以制备具有温度敏感性和生物相容性的聚电解质复合胶束，这种复合胶束用作药物载体可以通过环境温度的改变实现药物的控制释放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法。首先以壳聚糖、温敏性单体为主要原料通过自由基聚合制备温度敏感性壳聚糖接枝共聚物，然后在一定条件下利用阴、阳离子之间的静电作用形成聚电解质复合胶束，这种方法在技术操作上简单易行。实现本发明目的采用的具体步骤如下:
(I)将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，配成质量溶度为f io%的溶液，搅拌r5小时充分溶解后加入N-异丙基丙烯酰胺，充分搅拌使其混合均匀，抽真空、通氮气。将质量浓度为
0.5^5%的水溶性引发剂加入到上述溶液中，升温至30 60°C反应4 12小时。反应结束后，将反应液用丙酮沉淀(其中反应液与丙酮的体积比为1:2 1:5)，抽滤得到粗产物，再用甲醇抽提12 48小时，在真空干燥箱中干燥得到产物。(2)在25°C下，将壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺溶解在pH值为4.0 6.5的蒸馏水中，配成质量浓度为0.1 2.0mg/mL的溶液，搅拌条件下加入质量浓度为0.1
2.0mg/mL的天然阴离子聚电解质溶液、继续搅拌12 48小时得到温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束，其中复合胶束中接枝共聚物与阴离子聚电解质的质量比为1:0.1 1:9。步骤(I)中所述醋酸溶液的质量百分比浓度为5 20%，壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺的质量比为1:0.5 1:5。步骤(2)中所述的水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、四甲基乙二胺、硝酸铈铵中的一种。步骤(2)中所用天然阴离子聚电解质为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、果胶中的一种。与现有技术相比，本发明提供的温度敏感性聚电解质复合胶束制备方法简单易行，制备条件温和，制备过程中没有使用任何有机溶剂，具有节能和环保的特点。
本发明提供的温度敏感性聚电解质复合胶束制备方法，选用的天然聚电解质及温敏性单体等原料来源丰富、价格便宜、无毒、具有良好的生物相容性、生物可降解性，所合成的聚合物能够满足生物医学领域应用的要求。本发明制备的温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束具有良好的稳定性，可在4°C温度下保存两个月以上，纳米胶束的粒径为10(T450nm，尺寸分布均匀。本发明制备的温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束具有温度敏感性，相转变温度在3f38°C，在药物输送、微反应器和生物传感器等领域有潜在的用途，尤其适合通过控制温度来装载药物，然后通过环境条件的变化可控地释放药物，从而实现对药物的可控负载与释放。
图1是温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的透射电镜照片。
具体实施例方式实施例1
将0.6g壳聚糖溶于40mL 5%的醋酸溶液中，待充分溶解后，加入0.5g N-异丙基丙烯酰胺，充分搅拌混合均匀；抽真空，通氮气，在氮气保护下加入引发剂(0.1g硝酸铈铵溶于IOmL蒸馏水)，升温至40°C，匀速搅拌下反应4小时。将反应液倒入丙酮中沉淀，抽滤得粗产物，再用甲醇抽提24小时除去均聚物，在真空干燥箱中干燥得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物。将羧甲基纤维素钠、壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺分别溶解在pH值为5.0的蒸馏水中，配成等质量浓度为0.5mg/mL的溶液，在搅拌条件下，按质量比5:5将接枝共聚物溶液缓慢加入到羧甲基纤维素钠溶液中，继续搅拌24小时得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基纤维素钠聚电解质复合胶束。图1是该温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的投射电镜照片，动态光散射测得复合胶束的平均粒径为245nm，粒径分布指数为1.12，该复合胶束的临界相转变温度为31.8。。。实施例2
将0.6g壳聚糖溶于40mL 4%的醋酸溶液中，待充分溶解后，加入1.0g N-异丙基丙烯酰胺，充分搅拌混合均匀；抽真空，通氮气，在氮气保护下加入引发剂(0.1g过硫酸钾溶于IOmL蒸馏水)，升温至60°C，匀速搅拌下反应8小时。将反应液倒入丙酮中沉淀，抽滤得粗产物，再用甲醇抽提36小时除去均聚物，在真空干燥箱中干燥得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺的共聚物。将海藻酸钠、壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺分别溶解在pH值为6.0的蒸馏水中，配成质量浓度为lmg/mL的溶液，在搅拌条件下，按质量比3:7将接枝共聚物溶液缓慢加入到海藻酸钠溶液 中，继续搅拌24小时得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺/海藻酸钠聚电解质复合胶束。动态光散射测得复合胶束的平均粒径为278nm，粒径分布指数为1.18，该复合胶束的临界相转变温度为37.5°C。实施例3
将0.6g壳聚糖溶于40mL 10%的醋酸溶液中，待充分溶解后，加入2.0g N-异丙基丙烯酰胺，充分搅拌混合均匀；抽真空，通氮气，在氮气保护下加入引发剂(0.1g过硫酸钾溶于IOmL蒸馏水)，升温至65°C，匀速磁力搅拌下反应8小时。将反应液倒入丙酮中沉淀，抽滤得粗产物，再用甲醇抽提48小时除去均聚物，在真空干燥箱中干燥得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺的共聚物。将海藻酸钠、已合成的接枝共聚物分别溶解在PH值为6.0蒸馏水中，配成质量浓度为lmg/mL的溶液，在搅拌条件下，按质量比4:6将接枝共聚物溶液缓慢加入到海藻酸钠溶液中，继续搅拌24小时得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺/海藻酸钠聚电解质复合胶束。动态光散射测得复合胶束的平均粒径为232nm，粒径分布指数为1.13，该复合胶束的临界相转变温度为36.8°C。
权利要求
1.根据权利要求1所述一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (I)将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，配成质量溶度为f 10%的溶液，搅拌r5小时后加入温度敏感性单体N-异丙基丙烯酰胺，充分搅拌混合均匀，抽真空，通氮气，将质量浓度为0.5^5%的水溶性引发剂加入到上述溶液中，升温至30 60°C反应4 12小时，将反应液用丙酮沉淀(反应液与丙酮的体积比为1:2 1:5)，抽滤得到粗产物，再用甲醇抽提12 48小时，在真空干燥箱中干燥得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺。
2.(2)在25°C下，将壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺溶解在pH值为4.0 6.5的蒸馏水中，配成质量浓度为0.1 2.0mg/mL的溶液，搅拌条件下加入质量浓度为0.1 2.0mg/mL的阴离子聚电解质溶液，继续搅拌12 48小时得到温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束，其中复合胶束中接枝共聚物与阴离子聚电解质的质量比为1:0.1 1:9。
3.根据权利要求1所述一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述醋酸溶液的质量百分比浓度为5 20%，壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺的质量比为1:0.5 1:5。
4.根据权利要求2所述一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于步骤(2)中水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、四甲基乙二胺、硝酸铈铵中的一种。
5.根据权利要求2所述一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于步骤(2)中阴离子聚电解质为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、果胶中的一种。
6.根据权利要求2所述温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于该方法制备的复合胶束具有良好的生物相容性和温度敏感性，稳定性能好，粒径分布均匀 。
全文摘要
本发明公开了一种温度敏感性壳聚糖基聚电解质复合胶束的制备方法，具体步骤如下将壳聚糖溶于醋酸溶液中，搅拌下加入温度敏感性单体N-异丙基丙烯酰胺，在氮气保护下加入水溶性引发剂，一定温度下反应4～12小时，将反应液用丙酮沉淀，抽滤，干燥得到壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺；将合成的接枝共聚物溶解在一定pH值的蒸馏水中，在搅拌条件下加入一定比例的阴离子聚电解质溶液，反应12～48小时即得。本发明制备的壳聚糖基聚电解质复合胶束具有良好的生物相容性和温度敏感性，稳定性能好，粒径分布均匀，制备工艺简单、反应条件温和，在药物输送、微反应器和生物传感器等领域有潜在的应用，尤其适合药物可控负载与释放。
文档编号C08F220/54GK103205081SQ20131000897
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者李桂英, 张停, 郭磊, 刘军深 申请人:鲁东大学