一种温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法与流程

本发明涉及嵌段聚合物自组装领域，特别涉及不同形貌温敏双亲水糖基嵌段共聚物自组装胶束的制备方法。

背景技术：

糖作为生物体内必不可少的组分，是自然界中含量最大的生物分子，在生物体内的许多生物进程中起着重要的作用，例如作为能量储存和代谢中间体，信号传导和生物识别等。自从1978年horejsi等人首次成功制备人工合成的含糖聚合物，基于糖在生物体的多重作用和在生物过程中作用机理研究的深入，能够模拟天然糖类生物功能的含糖聚合物具有很好的生物应用前景。近年来，由于聚合物合成技术的发展，使制备分子量，结构可控的嵌段聚合物变的容易，因此将具有生物活性的糖基引入水溶性嵌段聚合物成为一个重要研究方向。

双亲水性嵌段共聚物作为一种特殊的两亲性嵌段共聚物，由至少两种分子结构不同的亲水性链段组成，在一定条件下，双亲水性嵌段共聚物可以完全溶于水，不表现出两亲性，但当改变外界环境条件如ph、温度、离子强度等时，会导致一个嵌段从亲水性变为疏水性嵌段，双亲水嵌段共聚物就会转变为两亲性聚合物，进而在水溶液中产生胶束化行为。双亲水性嵌段共聚物的自组装形态更加丰富，结构可调节性更大，可将其设计成具有环境响应性行为的智能材料，使其能在外界环境条件变化下调节聚合物链发生改变，进而控制自组装行为。因为双亲水嵌段共聚物优异的结构可调性及丰富的自组装构型，并且可在亲水环境下自组装形成球形、棒状、囊泡和管状等不同形貌的胶束，在生物医药、基因诊疗、材料科学中具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的是基于现有嵌段聚合物胶束自组装技术，提供一种不同形貌温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法，该方法操作简便且绿色环保，通过调节聚合物单体比例，聚合物溶液浓度以及温度等手段，使聚合物自组装形成形貌不同，稳定的聚合物胶束，以适应不同的需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal溶于溶剂配制成1-3mg/ml的聚合物原液，置于0-10℃条件下使聚合物完全溶解，再将聚合物原液置于室温下稀释成聚合物溶液，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束。

优选地，所述的制备方法还包括：通过改变制备温敏双亲水糖基嵌段共聚物所用的单体比例，室温下稀释所得聚合物溶液的浓度以及温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的温度中的至少一种，获得不同形貌的温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束。

优选地，所述的溶剂是水，温度为4℃。

优选地，所述的聚合物溶液的浓度为0.01-0.6mg/ml。

更优选地，所述的聚合物溶液的浓度为0.02-0.2mg/ml。

优选地，所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal的制备方法参照专利(cn201310699872.7)。

优选地，所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal的制备方法包括以下步骤：将乙烯基己二酸半乳糖ovngal与大分子raft试剂pmeo2ma溶于溶剂中，加入引发剂，经液氮冻融脱气后，在氮气保护下置于恒温油浴锅搅拌反应，反应液用沉淀剂沉淀后，透析2-4天，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal。

更优选地，所述的大分子raft试剂pmeo2ma的数均分子量控制为40000-50000。

更优选地，所述的pmeo2ma与ovngal的摩尔比为1:50-120。

更优选地，所用的溶剂是n,n-二甲基甲酰胺，引发剂是偶氮二异丁腈，反应温度为70-80℃，反应时间为40-50h。

更优选地，所述的沉淀剂为正己烷，透析袋截留分子量为8000-10000。

本发明制备的胶束形貌检测方法如下：(1)光散射表征：将聚合物水溶液转移到专用样品瓶中，放入激光光散射仪样品池中，在波长532nm下分别测定不同温度下聚合物的流体力学半径(rh)和旋转半径(rg)大小，每个测试温度下平衡30min后在进行测定，并根据rg/rh的比值间接判断胶束形貌；(2)tem表征：将某一温度下形成胶束的聚合物水溶液，铜网和移液枪枪头置于真空烘箱中，烘箱温度与待测聚合物水溶液的温度一致，放置1h使其温度平衡，然后将聚合物水溶液滴在铜网上，待聚合物水溶液干燥后取出烘箱进行tem观察。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明使用半乳糖单体ovngal和温敏单体pmeo2ma合成温敏双亲水嵌段共聚物具有良好的亲水性和生物相容性，并对温度具有刺激响应性。

(2)本发明制备聚合物胶束时使用水作为溶剂，不需添加其他有生物毒性的有机溶剂，具有绿色环保，安全无毒的优点。

(3)本发明通过调节单体比例，聚合物浓度和温度获得不同形貌大小的聚合物胶束，可用作药物载体。

附图说明

图1是实施例1中浓度为0.2mg/ml温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1胶束1的rh和rg随温度的变化曲线；

图2是实施例1中浓度为0.2mg/ml温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1胶束1，a为在20℃下的tem图，b为在43℃下的tem图；

图3是实施例2中浓度0.02mg/ml温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1胶束2，a为rh和rg随温度的变化曲线，b为在43℃下的tem图；

图4是实施例3中浓度0.2mg/ml温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-2胶束，a为rh和rg随温度的变化曲线，b为在45℃下的tem图；

图5是实施例4中浓度0.2mg/ml温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-3胶束，a为rh和rg随温度的变化曲线，b为在44℃下的tem图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

本实施例所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法具体步骤如下：

(1)将乙烯基己二酸半乳糖酯ovngal(4.54×10^-4mol,0.15g)与大分子raft链转移剂pmeo2ma(6.80×10^-6mol,0.30g)溶于2ml的n,n-二甲基甲酰胺dmf中，pmeo2ma与ovngal摩尔比为1:67，加入引发剂偶氮二异丁腈aibn(1.82×10^-6mol,0.30mg)，经液氮冻融脱气后，氮气保护下在70℃恒温油浴搅拌反应48h，反应液用正己烷沉淀三次，再用截留分子量8000的透析袋透析3天，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1。

(2)将温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1溶于超纯水中配置成浓度为1mg/ml的聚合物原液，在4℃条件下使其完全溶解后，置于室温下，再用超纯水将聚合物原液稀释成0.2mg/ml的聚合物溶液，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1胶束1。

(3)胶束形貌检测：光散射表征：将上述聚合物溶液转移到光散射专用样品瓶，放入激光光散射仪样品池中，测试温度从20℃开始，每隔2-3℃分别测试聚合物胶束在532nm波长下的rh和rg，每升至下一测试温度需平衡30min后再进行测定，直至聚合物胶束的rh和rg不再发生明显变化；tem表征：用透射电子显微镜观察在20℃和43℃胶束形貌，将20℃和43℃下形成胶束的聚合物水溶液，铜网和移液枪枪头置于真空烘箱中，烘箱温度与待测聚合物水溶液的温度一致，放置1h使其温度平衡，然后将聚合物水溶液滴在铜网上，待聚合物水溶液干燥后取出烘箱进行tem观察。

图1是实施例1中pmeo2ma-b-povngal-1胶束1(0.2mg/ml)rh和rg随温度的变化曲线，图2是实施例1中pmeo2ma-b-povngal-1胶束1(0.2mg/ml)在20℃和43℃下的tem图。

由图1和图2可得：

20℃下胶束：rg＝38nm,rh＝51nm，rg/rh＝0.745，对于实心球形胶束rg/rh的值约为0.778，结合tem图片证实形成球形胶束，直径为70nm左右。

43℃下胶束：rg＝122nm,rh＝60nm，rg/rh＝2.03，对于扁椭球形胶束rg/rh的值在1.36-2.24，结合形成扁椭球形胶束，长度为240nm左右。

实施例2

本实施例所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法具体步骤如下：

(1)将实施例1中得到的1mg/mlpmeo2ma-b-povngal-1的聚合物原液稀释成0.02mg/ml的聚合物溶液，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-1胶束2，其他操作步骤与实施例1一致。

(2)胶束形貌检测：光散射表征：将上述聚合物溶液转移到光散射专用样品瓶，放入激光光散射仪样品池中，测试温度从20℃开始，每隔2-3℃测试聚合物胶束在532nm波长下的rh和rg，每升至下一测试温度需平衡30min后再进行测定，直至聚合物胶束的rh和rg不再发生明显变化；tem表征：用透射电子显微镜观察在43℃胶束形貌：将43℃下形成胶束的聚合物水溶液，铜网和移液枪枪头置于真空烘箱中，烘箱温度与待测聚合物水溶液的温度一致，放置1h使其温度平衡，然后将聚合物水溶液滴在铜网上，待聚合物水溶液干燥后取出烘箱进行tem观察。

图3是实施例2中pmeo2ma-b-povngal-1胶束2(0.02mg/ml)rh和rg随温度的变化曲线和在43℃下的tem图。

由图3可得：

43℃下胶束：rg＝78nm,rh＝50nm，rg/rh＝1.56，表明形成非球形胶束，结合tem图片证实形成不同形貌非球形胶束，图中包括棒状，长三角形胶束。

实施例3

本实施例所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法具体步骤如下：

(1)将乙烯基己二酸半乳糖酯ovngal(5.72×10^-4mol,0.19g)与大分子raft链转移剂pmeo2ma(6.80×10^-6mol,0.30g)溶于2ml的n,n-二甲基甲酰胺dmf中，pmeo2ma与ovngal摩尔比为1:84，加入引发剂偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈aibn(1.82×10^-6mol,0.30mg)，经液氮冻融脱气后，氮气保护下在70℃恒温油浴搅拌反应48h，反应液用正己烷沉淀三次，再用截留分子量8000的透析袋透析3天，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-2。

(2)将温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-2溶于超纯水中配置成浓度为1mg/ml的聚合物原液，在4℃条件下使其完全溶解后，置于室温下，再用超纯水将聚合物原液稀释成0.2mg/ml的聚合物溶液，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-2胶束。

(3))胶束形貌检测：光散射表征：将上述聚合物溶液转移到光散射专用样品瓶，放入激光光散射仪样品池中，测试温度从20℃开始，每隔2-3℃测试聚合物胶束在532nm波长下的rh和rg，每升至下一测试温度需平衡30min后再进行测定，直至聚合物胶束的rh和rg不再发生明显变化；tem表征：用透射电子显微镜观察在45℃胶束形貌：将45℃下形成胶束的聚合物水溶液，铜网和移液枪枪头置于真空烘箱中，烘箱温度与待测聚合物水溶液的温度一致，放置1h使其温度平衡，然后将聚合物水溶液滴在铜网上，待聚合物水溶液干燥后取出烘箱进行tem观察。

图4是实施例3中pmeo2ma-b-povngal-2胶束(0.2mg/ml)rh和rg随温度的变化曲线和在45℃下的tem图。

由图4可得：

45℃下胶束：rg＝138nm,rh＝136nm，rg/rh＝1.01，对于空心球形胶束rg/rh的值约为1，结合tem图片证实形成有些中空的球形胶束，直径为200nm左右。

实施例4

本实施例所述的温敏双亲水糖基嵌段共聚物胶束的制备方法，包括以下步骤：

(1)将乙烯基己二酸半乳糖酯ovngal(7.26×10^-4mol,0.24g)与大分子raft链转移剂pmeo2ma(6.80×10^-6mol,0.30g)溶于2ml的n,n-二甲基甲酰胺dmf中，pmeo2ma与ovngal摩尔比为1:107，加入引发剂aibn(1.82×10^-6mol,0.30mg)，经液氮冻融脱气后，氮气保护下在70℃恒温油浴搅拌反应48h，反应液用正己烷沉淀三次，再用截留分子量8000的透析袋透析3天，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-3。

(2)将温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-3溶于超纯水中配置成浓度为1mg/ml的聚合物原液，在4℃条件下使其完全溶解后，置于室温25℃下，再用超纯水将聚合物原液稀释成0.2mg/ml的聚合物溶液，得到温敏双亲水糖基嵌段共聚物pmeo2ma-b-povngal-3胶束。

(3)胶束形貌检测：光散射表征：将上述聚合物溶液转移到光散射专用样品瓶，放入激光光散射仪样品池中，测试温度从20℃开始，每隔2-3℃测试聚合物胶束在532nm波长下的rh和rg，每升至下一测试温度需平衡30min后再进行测定，直至聚合物胶束的rh和rg不再发生明显变化；tem表征：用透射电子显微镜观察在44℃胶束形貌，将44℃下形成胶束的聚合物水溶液，铜网和移液枪枪头置于真空烘箱中，烘箱温度与待测聚合物水溶液的温度一致，放置1h使其温度平衡，然后将聚合物水溶液滴在铜网上，待聚合物水溶液干燥后取出烘箱进行tem观察。

图5是实施例4中pmeo2ma-b-povngal-3胶束(0.2mg/ml)rh和rg随温度的变化曲线和在44℃下的tem图。

由图5可得：

44℃下胶束：rg＝66nm,rh＝66nm，rg/rh＝1，对于空心球形胶束rg/rh的值约为1，结合tem图片证实形成有些中空的球形胶束，直径为120-150nm。