一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料表面修飾技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法。
技術(shù)背景
[0002]納米材料的合成技術(shù)在最近二十年來飛速發(fā)展，對(duì)納米材料的形貌、尺寸的控制也達(dá)到了很高的水平。各種納米材料的功能各異，諸多具有特殊功能的納米材料紛紛被應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如Fe3O4超順磁性納米顆粒用作磁共振成像對(duì)比劑，各種發(fā)光量子點(diǎn)(包括ZnS、ZnSe、Ag2S量子點(diǎn))用作細(xì)胞或體內(nèi)的熒光成像、金納米棒、碳納米管等由于其近紅外光熱效應(yīng)在光熱治療中起到重要作用。然而這些納米材料大多數(shù)都是在高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中合成得到，表面多是像油酸、油胺等疏水配體，這些納米材料不溶于水，不能直接用到生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
[0003]要使這些在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有應(yīng)用潛力的疏水納米材料得以實(shí)際應(yīng)用，需要對(duì)他們進(jìn)行表面修飾，使它們?cè)谒蟹€(wěn)定分散。現(xiàn)有的納米材料表面修飾方法主要包括二氧化硅層包覆、配體交換和利用表面活性劑等方法，而這些方法都面臨著修飾過程中引起團(tuán)聚、修飾后缺少偶聯(lián)基團(tuán)產(chǎn)生進(jìn)一步生物偶聯(lián)受阻、生物相容性不佳等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法。具體通過用油胺改性的聚琥珀酰亞胺包覆不同形狀、尺寸與化學(xué)成分的疏水性無機(jī)納米顆粒進(jìn)行表面功能化，油胺改性的聚琥珀酰亞胺再在堿性水溶液中發(fā)生水解，原有的酰亞胺環(huán)發(fā)生反應(yīng)變成親水的羧基，經(jīng)超聲，疏水納米顆粒表面包覆上一層雙親高分子，可在水中穩(wěn)定分散。
[0005]本發(fā)明所述的用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法，其具體步驟為:
[0006]a.60-80°C并攪拌條件下，將0.5-1.6g數(shù)均分子量5000-7500的聚琥珀酰亞胺溶于30-90mL N，N- 二甲基甲酰胺中，再加入0.5-3.0mL油胺，60-100 °C下反應(yīng)2-10小時(shí)，冷卻到室溫；最后加入甲醇沉淀出PSImbi，離心，蒸發(fā)掉甲醇，然后分散到氯仿中，得到PSIl3aJ勺氯仿分散液；
[0007]b.5-1OmL水中加入0.05-2.0mL濃度0.1M的NaOH溶液，再加入PSIqabi氯仿分散液和疏水納米顆粒的氯仿分散液，其中PSImbi含量為20-100mg，疏水納米顆粒2_10mg，超聲分散2-10分鐘;
[0008]c.步驟b最終得到的分散液在30-60°C下攪拌蒸掉氯仿，離心得到親水化表面修飾的納米晶，最后將納米晶分散到去離子水中或磷酸鹽緩沖液中。
[0009]所述的疏水納米顆粒為表面帶疏水配體的納米顆粒。
[0010]所述的納米顆粒包括但不僅限于Ag、ZnS、Fe3Ozp LaF3、NaYF4,以及摻雜的納米顆粒。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明中涉及的疏水納米材料表面修飾方法為一種簡(jiǎn)易、通用、低成本的策略。疏水納米材料經(jīng)包覆后再超聲乳化，納米顆粒表面帶有豐富羧基，可在多種含水介質(zhì)中穩(wěn)定分散，不發(fā)生聚集，并可作進(jìn)一步生物偶聯(lián)。通過調(diào)控超聲乳化過程水中NaOH濃度，能夠可控得到單個(gè)納米顆粒或包含多個(gè)顆粒的納米復(fù)合球。包覆前后納米材料的大小、形貌、發(fā)光或磁性等物理性能幾乎不受影響，動(dòng)態(tài)光散射粒徑增加不超過10nm。最終得到的功能化的納米顆粒具有良好的水溶液穩(wěn)定性、生物兼容性以及可以修飾多種分子性能。
【附圖說明】
[0012]圖1無機(jī)納米晶修飾前(1、4)和修飾后(2、3、5)的TEM照片和數(shù)碼照片；標(biāo)號(hào)4和5中上層是水，下層是氯仿；a)日光；b, d)254nm紫外光；c)日光，磁鐵作用下；e) 980nm二極管激光。(a)Ag ;(b) ZnS = Mn2+; (c) Fe3O4; (d)LaF3:Ce3+/Tb3+;(e) NaYF4:Yb3+/Er3+;標(biāo)號(hào) 3是放大倍數(shù)的標(biāo)號(hào)2。
[0013]圖2實(shí)施例3親水化表面修飾的ZnS納米復(fù)合球的TEM照片，插圖為分散于水中的納米復(fù)合球254nm紫外光在光照下的數(shù)碼照片；上層是水，下層是氯仿。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]a.1.6g聚琥珀酰亞胺在70°C并攪拌條件下溶于32mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，加入2.17mL油胺，80°C下反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到室溫；加入90mL甲醇將(油胺改性的聚琥珀酰亞胺按)PS1-沉淀出來，離心，蒸發(fā)掉殘留甲醇，最后，加入20mL氯仿制得PSI _溶液；
[0016]b.9.0mL水中加入1.0mL 0.1M NaOH水溶液，再加入包含40mg PSIqabi和含5mg疏水NaYF4納米顆粒的氯仿溶液，超聲(350W，6分鐘)；
[0017]c.58°C下攪拌30分鐘蒸掉氯仿，離心(11000轉(zhuǎn)/分)10分鐘得親水納米晶，將其重新分散到去離子水中。
[0018]實(shí)施例2
[0019]a.1.6g聚琥珀酰亞胺在70°C并攪拌條件下溶于32mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，加入2.17mL油胺，80°C下反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到室溫；加入90mL甲醇將(油胺改性的聚琥珀酰亞胺按)PSI_沉淀出來，離心，蒸發(fā)掉殘留甲醇，最后，加入氯仿制得PSI _溶液；
[0020]b.9.0mL水中加入1.0mL 0.1M NaOH水溶液，再加入包含40mg PSIqabi和含14mg疏水ZnS納米顆粒的氯仿溶液，超聲(350W，6分鐘);
[0021]c.58°C下攪拌30分鐘蒸掉氯仿，離心(11000轉(zhuǎn)/分)10分鐘得親水納米晶，將其重新分散到PBS中。
[0022]實(shí)施例3
[0023]a.1.6g聚琥珀酰亞胺在70°C并攪拌條件下溶于32mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)，加入2.17mL油胺，80°C下反應(yīng)5小時(shí)，冷卻到室溫；加入90mL甲醇將(油胺改性的聚琥珀酰亞胺按)PSI_沉淀出來，離心，蒸發(fā)掉殘留甲醇，最后，加入氯仿制得PSI _溶液；
[0024]b.9.95mL 水中加入 0.05mL 0.1M NaOH 水溶液，再加入包含 40mg PSIMni和 14mg 疏水ZnS納米顆粒和2.5mg的氯仿溶液，超聲(350W，6分鐘)；
[0025]c.58°C下攪拌30分鐘蒸掉氯仿，離心(11000轉(zhuǎn)/分)10分鐘得親水納米晶，將其重新分散到去離子水中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法，其特征在于，其具體步驟為: a.60-80°C并攪拌條件下，將0.5-1.6g數(shù)均分子量5000-7500的聚琥珀酰亞胺溶于30-90mL N，N-二甲基甲酰胺中，再加入0.5-3.0mL油胺，60-100°C下反應(yīng)2-10小時(shí)，冷卻到室溫；最后加入甲醇沉淀出PSImbi，離心，蒸發(fā)掉甲醇，然后分散到氯仿中，得到PSIl3aJ勺氯仿分散液； b.5-1OmL水中加入0.05-2.0mL濃度0.1M的NaOH溶液，再加入PSIqabi的氯仿分散液和疏水納米顆粒的氯仿分散液，其中PSImbi含量為20-100mg，疏水納米顆粒2_10mg，超聲分散2-10分鐘； c.步驟b最終得到的分散液在30-60°C下攪拌蒸掉氯仿，離心得到親水化表面修飾的納米晶，最后將納米晶分散到去離子水中或磷酸鹽緩沖液中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法，其特征在于，所述的疏水納米顆粒為表面帶疏水配體的納米顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法，其特征在于，所述的納米顆粒包括但不僅限于Ag、ZnS、Fe3Ozp LaF3、NaYF4,以及摻雜的納米顆粒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用油胺改性聚琥珀酰亞胺對(duì)疏水納米顆粒的親水化表面修飾方法。本發(fā)明通過用油胺改性的聚琥珀酰亞胺包覆不同形狀、尺寸與化學(xué)成分的疏水性無機(jī)納米顆粒進(jìn)行表面功能化，油胺改性的聚琥珀酰亞胺再在堿性水溶液中發(fā)生水解，原有的酰亞胺環(huán)發(fā)生反應(yīng)變成親水的羧基，經(jīng)超聲，疏水納米顆粒表面包覆上一層雙親高分子，可在水中穩(wěn)定分散。通過調(diào)控超聲乳化過程中NaOH濃度，能夠可控得到單個(gè)納米顆?；虬鄠€(gè)顆粒的納米復(fù)合球。包覆前后納米材料的大小、形貌、發(fā)光或磁性等物理性能幾乎不受影響，動(dòng)態(tài)光散射粒徑增加不超過10nm。最終得到的功能化的納米顆粒具有良好的水溶液穩(wěn)定性、生物兼容性以及可以修飾多種分子性能。
【IPC分類】C01F17/00, C08G73/10, C01G49/06, B82Y40/00, C01G9/08, B22F1/02
【公開號(hào)】CN105195736
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510609679
【發(fā)明人】汪樂余, 黃盛
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日