一种化学交联pH值响应性多臂聚合物和纳米多孔胶囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自组装高分子材料领域，特别涉及一种化学交联pH值响应性多臂聚合物和纳米多孔胶囊。
【背景技术】
[0002]大分子自组装是构筑具有纳米或亚微米尺度的结构新物质的简单而清洁的途径。大分子自组装可以构建不同尺度有序结构，如纳米胶束，纳米胶囊，纳米管等。其中纳米胶囊为尺寸纳米级别的中空结构。由于纳米胶囊是具有较高比表面积的中空结构，可包裹和保护各种活性成份，如药物，活性酶，催化剂，染料，敏感性物质等，纳米胶囊在药物缓释、催化、生物工程等高新技术领域都有潜在的应用价值。
[0003]纳米胶囊尤其在药物释放领域的应用具有重大的潜力。由于现阶段医用药物在无载体包裹的条件下无法避免在人体的副作用，并且药物在人体内的释放无法得到有效的控制，响应性聚合物纳米囊泡作为药物载体的一种，为提高药物的传输能力和革El向释放能力提供了一条可行的解决方案。
[0004]近年来，大量新型合成方法及制备技术的出现，涌现出大量制备纳米胶囊的方法，其中具有响应性的(比如磁性、热敏、光敏、pH响应性等)智能纳米囊泡是研究中的热点。通过设计和调控多臂型聚合物的组成成分，各部分比例以及臂支链长度，可以控制囊泡的功會K。
[0005]在已有的多臂聚合物的合成中，有通过巯基-不饱和键的反应方法来实现超支化；或者通过条件苛刻的阴离子聚合而合成的聚合物与偶联剂反应制备。并且在已有的多臂聚合物的组装中，常见的交联方法主要是利用紫外光交联构筑纳米囊泡外壁，其普遍使用的聚合物为聚甲基丙烯酸肉桂酰基乙酯(PCEMA)。由于紫外光一定程度上会降解药物，使用PCEMA作为接枝共聚物的交联外壁会阻碍其在药物释放的运用。而非光交联聚合物体系(比如热交联、化学交联)则可以避免此类问题的发生。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种化学交联pH值响应性多臂聚合物。
[0007]本发明另一目的在于提供一种上述化学交联pH值响应性多臂聚合物的制备方法。
[0008]本发明再一目的在于提供一种纳米胶囊，该纳米胶囊由上述的化学交联pH值响应性多臂聚合物制备得到。
[0009]本发明的再一目的在于提供上述纳米胶囊的应用。
[0010]本发明的目的通过下述方案实现:
[0011]—种化学交联pH值响应性多臂聚合物，包括侧链和主链，其中，
[0012]所述的主链为三嵌段共聚物，结构通式为:嵌段Ι-b-嵌段2-b-嵌段3
[0013]其中，嵌段I为pH响应性高分子链，嵌段2为形成多臂键合结构的高分子链，嵌段3为组成化学交联结构的高分子链，侧链为亲水性高分子侧链，侧链接枝在嵌段2上；
[0014]组成嵌段I的聚合物可以为聚甲基丙烯酸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-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM);
[0015]组成嵌段2的聚合物可以是聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)或聚丙烯酸缩水甘油酯(PGA);
[0016]组成嵌段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]优选的，所述的主链中，组成嵌段I的聚合物的聚合度为30?60，组成嵌段2的聚合物的聚合度为10?20，组成嵌段3的聚合物的聚合度在40?80。
[0018]所述的侧链为亲水性高分子链；
[0019]组成侧链的聚合物可以为聚乙二醇单甲醚(MPEG)或者聚乙二醇(PEG)中的一种。
[0020]上述的化学交联pH值响应性多臂聚合物的合成可通过自由基聚合、可控自由基聚合或点化学等方法合成，其合成方法具体包括以下步骤:
[0021](I)合成由pH响应性高分子链、可多臂键合高分子链以及可化学交联高分子链组成的三嵌段共聚物，再对三嵌段共聚物的可多臂键合高分子链进行功能化，得到主链聚合物；
[0022](2)合成亲水性聚合物，在合成过程中同时引入功能基团或对合成后的亲水性聚合物进行功能化，得到侧链聚合物；
[0023](3)将主链共聚物与侧链聚合物混合，在催化剂存在下进行一步反应，得到化学交联pH值响应性多臂聚合物；
[0024]步骤(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、阴离子聚合等聚合方法。
[0025]步骤(I)所述的功能化是指在三嵌段共聚物的可多臂键合高分子链上引入叠氮等。
[0026]步骤(2)中所述的合成亲水性聚合物指采用聚乙二醇或者聚乙二醇单甲醚与2-丙炔基乙酸进行酯化反应得到。
[0027]步骤(2)所述的引入的功能基团和功能化是指在亲水性聚合物的末端引入炔基；
[0028]步骤(2)所述的亲水性聚合物可以是MPEG-CCH、PEG-CCH等。
[0029 ] 步骤(3)所述的催化剂可以是CuSO4/SA (硫酸铜/抗坏血酸钠)或CuBr/PMEDTA (溴化亚铜/N，N，N，N，N-五甲基二亚乙基三胺)。
[0030]一种纳米多孔胶囊，其由上述的化学交联pH值响应性多臂聚合物，具体步骤如下:将化学交联pH值响应性多臂聚合物溶于DMF中，溶解后往溶液里加入lmol/L的三乙胺水溶液，通过溶液组装，再加入小分子交联剂进行化学交联反应，然后再加入盐酸使得溶液的PH值为4?5，则可形成稳定的纳米多孔胶囊。
[0031 ]所述的小分子交联剂为I，10-二碘癸烷；
[0032]所述的化学交联反应是指在室温下反应2h。
[0033]所用的化学交联pH值响应性多臂聚合物、小分子交联剂、三乙胺水溶液的质量比为(2?3):1:90。
[0034]上述的纳米多孔胶囊可以应用于药物释放，纳米反应器和纳米催化剂中。
[0035]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果:
[0036](I)传统光交联型聚合物需要在紫外灯照射下进行交联，而紫外灯的照射往往会使聚合物包载的药物部分分解，而化学交联型聚合物则可以避免此类情况的发生。
[0037](2)化学交联无需改变外界温度，操作简单并且可以定量控制交联程度。
[0038](3)组装出的多孔纳米胶囊，能够有效的稳定释放包载其中的包载物，起到稳定释放的作用。
【具体实施方式】
[0039]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0040]以下实施例中所涉及的份数均指质量份数。
[0041]以下实施例中所用试剂均可从市场常规购得。
[0042]实施例1:一种化学交联pH值响应性多臂聚合物及纳米多孔胶囊的合成
[0043](I)三嵌段共聚物 PDMAEMA-b-PGMA-b-PDEAEMA 的合成
[0044]取I份2-溴异丁酸乙酯引发剂、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)在氮气保护下50°C进行ATRP反应，反应6小时后将所得反应液倒入水中，过滤，将所得沉淀物干燥得PDMAEMA-Br(DP = 40);
[0045]取I份上述获得的聚合物PDMAEMA-Br作为引发剂，20份甲基丙烯酸缩水甘油酯(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)，在氮气保护下常温进行ATRP反应，反应10分钟后将所得反应液慢慢滴加于正己烧中，过滤，将所得沉淀物干燥，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)在氮气保护下50 °C进行ATRP反应，反应8小时后将溶液慢慢滴入正己烧中，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-