一种单分子链纳米颗粒的制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种单分子链纳米颗粒的制备方法和应用 (Preparation method and application of single molecular chain nano-particles ) 是由 邱东 王嘉玮 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明介绍了一种大批量制备具有普适性的单分子链纳米颗粒的方法。所述单分子链纳米颗粒为使用活性阳离子聚合制备聚合物链后,用静电保护的方法对聚合物进行分子内交联得到。所述单分子链纳米颗粒可以具有球状、蝌蚪状、链-球-链状、哑铃状等多种形貌,从而普适性地调节纳米颗粒的形貌。所述单分子链纳米颗粒的交联微区内含有大量反应性官能团,可以用于生长无机非金属、金属或金属氧化物；可以用于接枝自由基引发剂,得到大分子引发剂后引发多种带有乙烯双键的单体,从而普适性地调节纳米颗粒的组成和功能。各步聚合反应转化率完全,对后续步骤无干扰,产物分离简单快速,过程简单并可大批量操作,可制备组成普适可调的单分子链纳米颗粒及其复合材料。(The invention discloses a method for preparing single molecular chain nano particles with universality in a large scale. The single-molecular-chain nano-particles are obtained by using an electrostatic protection method to carry out intramolecular cross-linking on a polymer after a polymer chain is prepared by using active cationic polymerization. The single molecular chain nano-particles can have various shapes such as spheres, tadpoles, chain-sphere-chain shapes, dumbbell shapes and the like, so that the shapes of the nano-particles can be universally adjusted. The cross-linking micro-region of the single molecular chain nano-particle contains a large amount of reactive functional groups and can be used for growing inorganic nonmetal, metal or metal oxide; can be used for grafting a free radical initiator to obtain a macromolecular initiator and then initiate various monomers with ethylene double bonds, thereby adjusting the composition and the function of the nano particles universally. The polymerization reaction conversion rate in each step is complete, no interference is caused to the subsequent steps, the product separation is simple and rapid, the process is simple and can be operated in large batch, and the universal and adjustable single molecular chain nano particles and the composite material thereof can be prepared.)
技术领域
本发明涉及无机、有机以及高分子科学和材料技术领域，尤其涉及一种单分子链纳米颗粒的制备方法和应用。
背景技术
单分子链技术是一种全新的，反映了在单分子链的水平上构建纳米软物质的能力的技术。具有微小尺度的单分子链纳米颗粒由于其自主性强等特点，在合成单分子反应器等方面具有较大优势。对于单链纳米颗粒的合成设计，最重要的驱动力之一就是对生物大分子材料的仿真和受自然启发的化学反应序列设计(Anfinsen C B.Science,1973,181(4096):223-230.)。通过选择不同纳米颗粒和高分子链，可按需调节其形貌和性能。因此，精准设计单链纳米颗粒及发展批量制备新方法显得尤为重要。目前普遍采用的合成单分子链纳米颗粒主要采用的是将嵌段聚合物的特定链段进行分子内交联的方法(Mavila,Eivgi,Berkovich,Lemcoff.Chem.Rev.2016，116:878-961,Gonzalez-Burgos,Latorre-Sanchez,Pomposo.Chem.Soc.Rev.2015，44:6122-6142)。但是该方法具有一定的缺陷，通常只能在固含量极低(≤1％)的溶液中才能实现，否则将发生分子间交联产生凝胶现象，导致复合结构制备失败。目前，虽然也有研究表明能在高浓度溶液中实现交联，但是使用这种方法得到的单分子链纳米颗粒组成通常被限制在了特定的范围内。为了产生功能性，需要普适性地调节纳米颗粒的组成。此外，供选择的聚合物结构和组成有限，影响了单链纳米颗粒的微结构设计。上述两方面严重限制了该类材料的广泛应用。因此，设计可以大批量地合成的单链纳米颗粒及普适性地调节其组成是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明涉及高分子科学和材料技术领域，尤其涉及一种具有多种形貌的单分子链纳米颗粒及大批量普适性制备的方法。
为改善上述技术问题，本发明还提供一种单链纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤A1)使用活性阳离子聚合的方法合成具有交联活性链段的聚合物；
步骤A2)将所述聚合物中的交联活性链段引入电荷；
步骤A3)对聚合物中的交联活性链段进行分子内交联，得到单链纳米颗粒前驱体；
步骤A4)使用单链纳米颗粒前驱体诱导无机物的生长，得到复合了无机物的单链纳米颗粒；
或者，通过进一步反应在单链纳米颗粒前驱体中引入自由基引发剂，得到单链纳米颗粒大分子引发剂，引发单体聚合，得到接枝了聚合物的单链纳米颗粒。
根据本发明的实施方案，步骤A1)所述聚合物选自具有可交联活性链段的均聚物或嵌段共聚物；
根据本发明的实施方案，步骤A1)所述交联活性链段选自聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚p-甲基苯乙烯、聚苄基氯苯乙烯、聚丙烯酸酯基苯乙烯、聚氯乙基乙烯基醚、聚苯基乙烯基醚、聚苄氯基乙基乙烯基醚、聚丙烯酸酯基乙烯基醚、聚环氧氯丙烷、聚苯基环氧乙烷、聚己内酯中的至少一种。
根据本发明的实施方案，步骤A1)中可以加入引发剂，所述引发剂可以选自三氟化硼，三氯化铝，二氯化锌，四氯化钛，四氯化锡，三氯化锑，四氯化铬，三氯化铁，烷基氯化铝，三氟甲基磺酸，HCl，HI/I2，HI/ZnI2，HI/ZnBr2，AlEt2Cl，EtAlCl2/EtOAc中的至少一种；优选四氯化锡、三氟化硼。
根据本发明的实施方案，步骤A1)可以在溶剂中进行，所述溶剂可以选自氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、四氯化碳中的至少一种；优选为二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯。
根据本发明的实施方案，步骤A1)所述活性阳离子聚合的单体可以选自正丁基乙烯基醚(BVE)、异丁基乙烯基醚(IBVE)、氯乙基乙烯基醚(CVE)、甲基苯基乙烯基醚(MSVE)、苄氯乙烯基醚、乙烯基醚苯乙烯、乙烯基醚烷基乙烯、乙烯基醚丙烯酸酯、乙烯氧基乙氧基苯甲酸苄酯(BBzVE)、苯乙烯(St)、p-甲基苯乙烯(MS)、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、苯乙烯丙烯酸酯中的至少一种。
根据本发明的实施方案，步骤A1)还包括将得到聚合物在酸催化下进一步反应，得到可反应的功能性基团；所述酸可以为三氟乙酸、乙酸、甲酸中的至少一种；所述可反应的功能性基团可以为羧基、氟、氯、溴或碘。
根据本发明的实施方案，步骤A2)所述引入电荷的方式可以为在反应中加入咪唑类化合物或吡啶类化合物，所述咪唑类化合物可以为甲基咪唑、乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑中的至少一种；所述吡啶类化合物可以为2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、2,4-二甲基吡啶中的至少一种。
根据本发明的实施方案，步骤A2)可以在溶剂中进行，所述溶剂可以选自N,N-二甲基甲酰胺、氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、四氯化碳中的至少一种；优选为N,N-二甲基甲酰胺。
根据本发明的实施方案，步骤A3)所述分子内交联的方式可以为在反应中加入双官能度的交联剂，所述双官能度的交联剂可以为己二异氰酸酯、2,2-联吡啶、4,4-联吡啶中的至少一种。
根据本发明的实施方案，步骤A3)可以在溶剂中进行，所述溶剂可以选自N,N-二甲基甲酰胺、氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、四氯化碳中的至少一种；优选为N,N-二甲基甲酰胺。
根据本发明的实施方案，步骤A4)中所述的无机物可以选自无机非金属、金属或金属氧化物；
所述无机非金属可以选自二氧化硅(SiO2)；
所述的金属可以选自金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、铟(In)及其合金中的至少一种；
所述的金属氧化物可以选自四氧化三铁(Fe3O4)、二氧化钛(TiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)中的至少一种。
根据本发明的实施方案，步骤A4)中所述的进一步反应可以选自酰胺化反应或氨解反应；
所述酰胺化反应可以加入缩合剂；所述缩合剂可以选自二环己基碳二亚胺(DCC)、2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HATU)、1-羟基苯并三唑(HOBT)中的至少一种；
所述酰胺化反应可以加入能与羧酸形成活性酯的化合物，例如可以为N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)；
所述氨解反应可以加入碱性催化剂，例如可以为三乙胺。
根据本发明的实施方案，步骤A4)中所述自由基引发剂可以选自偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)；根据本发明的实施方案，步骤A4)中所述的单体可以为乙烯类单体；所述乙烯类单体可以选自正丁基乙烯基醚(BVE)、异丁基乙烯基醚(IBVE)、氯乙基乙烯基醚(CVE)、甲基苯基乙烯基醚(MSVE)、苄氯乙烯基醚、乙烯基醚苯乙烯、乙烯基醚烷基乙烯、乙烯基醚丙烯酸酯、苯乙烯(St)、p-甲基苯乙烯(MS)、α-甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯(VBC)、苯乙烯丙烯酸酯、p-氰酸酯苯乙烯、苯乙烯甲醛、异戊二烯、异丁烯(IB)、丁二烯、环共轭二烯、(甲基)丙烯酸甲酯(MMA)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯(BA)、(甲基)丙烯酸叔丁酯(tBA)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、p-氰酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸二甲氨基甲酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DEAEMA)、(甲基)丙烯腈中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述单分子链纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤a1)在二氯甲烷中加入四氯化锡和乙烯氧基乙氧基苯甲酸苄酯，发生聚合反应得到聚乙烯氧基乙氧基苯甲酸苄酯(PBBzVE)，对其水解后得到聚乙烯氧基乙氧基苯甲酸(PBzVE)；
步骤a2)将PBzVE与1-甲基咪唑反应，使PBzVE中引入电荷；
步骤a3)在静电保护的条件下向步骤a2)的溶液中加入己二异氰酸酯，对PBzVE链进行分子内交联反应，得到cPBzVE单链纳米颗粒前驱体；
步骤a4)使用cPBzVE单链纳米颗粒前驱体诱导无机非金属、金属或金属氧化物的生长，得到复合了无机物的单链纳米颗粒；
或者，将cPBzVE单链纳米颗粒前驱体与二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺反应后，加入偶氮二异丁脒盐酸盐，向cPBzVE单链纳米颗粒前驱体中引入自由基引发剂AIBA，得到[email protected]单链纳米颗粒大分子引发剂，引发乙烯类单体的聚合，得到接枝了聚合物的单链纳米颗粒。
根据本发明的实施方案，步骤a1)中所述PBzVE分子量在2k-100k，优选4k-50k；
根据本发明的实施方案，步骤a1)所述聚合反应的温度可以为-50℃-30℃；优选-20℃-10℃。
根据本发明的实施方案，步骤a1)所述乙烯氧基乙氧基苯甲酸苄酯的浓度为1-40％，优选5-30％。
根据本发明的实施方案，步骤a2)中所述引入电荷后的PbzVE聚合物的总体固含量在1-40％，优选5-30％。
根据本发明的实施方案，步骤a3)所述的交联反应温度可以为-100℃-50℃；优选-50℃-30℃。
根据本发明的实施方案，步骤a3)所述的交联反应的时间可以为1-24h，优选5-12h。
根据本发明的实施方案，步骤a4)中所述反应的温度可以为0℃-120℃，优选20℃-90℃，例如为50-70℃。
根据本发明的实施方案，步骤a4)中所述反应的时间可以为1min-24h，优选1-8h。
根据本发明的实施方案，步骤a4)中所述的酰胺化反应的温度可以为-50℃-100℃，优选-20℃-50℃，示例性为25℃；
根据本发明的实施方案，步骤a4)中所述的酰胺化反应的时间可以为1-24h，优选5-12h，示例性为12h。
本发明还提供通过所述制备方法制备得到的单链纳米颗粒或复合单链纳米颗粒。
根据本发明的实施方案，所述单链纳米颗粒包含多种形貌和组成，包括球状单链纳米颗粒、蝌蚪状单链纳米颗粒、链-球-链状单链纳米颗粒、哑铃状单链纳米颗粒等；所述单链纳米颗粒的不同微区带有不同的功能性基团。
本发明还提供一种纳米材料，所述纳米材料包含所述单链纳米颗粒或复合单链纳米颗粒。
本发明还提供所述制备方法在制备所述单链纳米颗粒或所述纳米材料中的应用。
有益效果
本发明提出了一种单分子链纳米颗粒的方法，该方法反应简单，原料丰富易得。通过活性阳离子聚合反应可以得到具有功能性嵌段的聚合物，得到的功能性微区可以与多种单体、无机非金属、金属或金属氧化物反应得到多种单链纳米颗粒，可以大批量的制备具有普适性的单分子链纳米颗粒。对制得的单分子链纳米颗粒进行进一步修饰，得到多功能复合纳米材料，在复合材料高性能化、催化、油水分离、环境响应、药物控制释放、催化剂载体等领域具有重要意义。
附图说明
图1 cPBzVE单链纳米颗粒的透射电镜图。
图2 [email protected]3O4磁性复合单链纳米颗粒的透射电镜图。
图3 [email protected]单链纳米颗粒的透射电镜图。
图4 [email protected]单链纳米颗粒的透射电镜图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
下述实例中所用的单体乙烯氧基乙氧基苯甲酸苄酯(BBzVE)按照以下方法制备而得：
步骤1)100mL圆底烧瓶加入1.4mL CVE、3.9g碳酸钾和2.7g 4-羟基苯甲酸苄酯，20mL色谱纯DMF，80℃条件下搅拌反应8h。
步骤2)使用中性氧化铝色谱柱除去产物中的固体物质，旋蒸除去溶剂。
步骤3)配制正己烷：乙酸乙酯＝5:1的混合溶剂作为淋洗剂，使用硅胶色谱柱对产物进行纯化，得到纯净的BBzVE。将单体除氧后放入手套箱里的-30℃冰箱里备用。核磁共振氢谱表明单体BBzVE的成功合成。
实施例1
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。向其中缓慢滴加BBzVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PBBzVE聚合物链。
将1.0g合成得到的PBBzVE溶解于20.0mL色谱纯DMF中。加入1.2mL三氟乙酸和0.6mL二次水，搅拌过夜。将得到的溶液旋转蒸发浓缩后，滴入过量甲醇中沉淀。将沉淀真空干燥，得到聚乙烯氧基乙氧基苯甲酸(PBzVE)链。
将PBzVE溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入甲基咪唑(MI，MI与苯甲酸单元的摩尔比为0.5:1.0)，25℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入己二异氰酸酯(HDI，HDI与苯甲酸单元的摩尔比为0.2:1.0)，25℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MI。透析结束后将体系冷冻干燥，得到cPBzVE单链纳米颗粒，其磷钨酸染色后的透射电镜图如图1所示。
将制备得到的cPBzVE单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。取5.0mL加入聚合管中并加入FeCl3·6H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)和FeSO4·7H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌2h使铁离子充分负载在羧基官能团上，并在50℃下加入2mL氨水使铁离子共沉淀得到Fe3O4晶体。搅拌30min后，加热至80℃反应2h，进行Fe3O4晶体的陈化。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并将体系1000rpm低速离心以除去大颗粒的Fe3O4晶体。使用磁铁(0.2T)收集离心后上清液中的颗粒，25℃下真空干燥后得到[email protected]3O4磁性复合单链纳米颗粒。使用透射电镜对其进行表征，如图2所示。
实施例2
在上述得到的cPBzVE单链纳米颗粒的溶液中先加入二环己基碳二亚胺(DCC，DCC与苯甲酸单元的摩尔比范围为0.4:1.0)，搅拌20min后加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS，NHS与DCC的摩尔比为0.5:1.0)，随后在25℃下搅拌过夜以活化羧基。随后在溶液中加入偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA，AIBA与DCC的摩尔比为0.25:1.0)，25℃下搅拌12h。反应结束后，将溶液转移至透析袋中，透析24h除去DCC和NHS。透析结束后将体系冷冻干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。磷钨酸染色后使用透射电镜对颗粒进行表征，结果如图3所示。
将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。将上述溶液5.0mL加入聚合管中并加入200mg NIPAM，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的乙醚中使[email protected]纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]纳米颗粒。
实施例3
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。向其中缓慢滴加VBC的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PVBC聚合物链。
将PVBC溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入2-甲基吡啶(MP，MP与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，80℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入4,4-联吡啶(BP，BP与氯原子的摩尔比为0.2:1.0)，80℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MP。透析结束后将体系冷冻干燥，得到cPVBC单链纳米颗粒。
将制备得到的cPVBC单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。在溶液中加入三乙胺(TEA，TEA与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，和偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA，AIBA与TEA的摩尔比为1.0:1.0)，50℃下搅拌6h。反应结束后，将溶液转移至透析袋中，透析24h除去TEA。透析结束后将体系冷冻干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。四氧化钌染色后使用透射电镜对颗粒进行表征，结果如图4所示。
将上述合成得到的[email protected]颗粒的溶液5.0mL加入聚合管中并加入200mg tBA，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的甲醇中使[email protected]单链纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。
将10.0mg [email protected]单链纳米颗粒溶解于20.0mL分析纯DMF中，加入10.0μL三氟乙酸和0.5mL二次水，25℃搅拌过夜。反应结束后，将体系滴入冷的乙醚中使[email protected]单链纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。
将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。取5.0mL加入聚合管中并加入FeCl3·6H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)和FeSO4·7H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌2h使铁离子充分负载在羧基官能团上，并在50℃下加入2mL氨水使铁离子共沉淀得到Fe3O4晶体。搅拌30min后，加热至80℃反应2h，进行Fe3O4晶体的陈化。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并将体系1000rpm低速离心以除去大颗粒的Fe3O4晶体。使用磁铁(0.2T)收集离心后上清液中的颗粒，25℃下真空干燥后得到[email protected]@Fe3O4磁性复合纳米颗粒。
实施例4
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。向其中缓慢滴加CVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PCVE聚合物链。
将PCVE溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入2-甲基吡啶(MP，MP与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，80℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入4,4-联吡啶(BP，BP与氯原子的摩尔比为0.2:1.0)，80℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MP。透析结束后将体系冷冻干燥，得到cPCVE单链纳米颗粒。
将制备得到的cPCVE单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。在溶液中加入三乙胺(TEA，TEA与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，和偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA，AIBA与TEA的摩尔比为1.0:1.0)，50℃下搅拌6h。反应结束后，将溶液转移至透析袋中，透析24h除去TEA。透析结束后将体系冷冻干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。
将上述合成得到的[email protected]颗粒的溶液5.0mL加入聚合管中并加入200mg丙烯酸，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的甲醇中使[email protected]单链纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]单链纳米颗粒。
将制备得到的[email protected]单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。取5.0mL加入聚合管中并加入FeCl3·6H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)和FeSO4·7H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌2h使铁离子充分负载在羧基官能团上，并在50℃下加入2mL氨水使铁离子共沉淀得到Fe3O4晶体。搅拌30min后，加热至80℃反应2h，进行Fe3O4晶体的陈化。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并将体系1000rpm低速离心以除去大颗粒的Fe3O4晶体。使用磁铁(0.2T)收集离心后上清液中的颗粒，25℃下真空干燥后得到[email protected]@Fe3O4磁性复合纳米颗粒。
实施例5
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。先向其中缓慢滴加1.5g BVE，反应30min后再向其中缓慢滴加BBzVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PBVE-PBBzVE聚合物链。
将1.0g合成得到的PBVE-PBBzVE溶解于20.0mL色谱DMF中。加入1.2mL三氟乙酸和0.6mL二次水，搅拌过夜。将得到的溶液旋转蒸发浓缩后，滴入过量甲醇中沉淀。将沉淀真空干燥，得到PBVE-PBzVE链。
将PBVE-PBzVE溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入甲基咪唑(MI，MI与苯甲酸单元的摩尔比为0.5:1.0)，25℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入己二异氰酸酯(HDI，HDI与苯甲酸单元的摩尔比为0.2:1.0)，25℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MI。透析结束后将体系冷冻干燥，得到PBVE-cPBzVE蝌蚪状单链纳米颗粒。
将制备得到的PBVE-cPBzVE单蝌蚪状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。取5.0mL加入聚合管中并加入FeCl3·6H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)和FeSO4·7H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌2h使铁离子充分负载在羧基官能团上，并在50℃下加入2mL氨水使铁离子共沉淀得到Fe3O4晶体。搅拌30min后，加热至80℃反应2h，进行Fe3O4晶体的陈化。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并将体系1000rpm低速离心以除去大颗粒的Fe3O4晶体。使用磁铁(0.2T)收集离心后上清液中的颗粒，25℃下真空干燥后得到[email protected]3O4磁性复合蝌蚪状纳米颗粒。
实施例6
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。先向其中缓慢滴加1.2mL MS，反应30min后再向其中缓慢滴加VBC的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PMS-PVBC聚合物链。
将PMS-PVBC溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入2-甲基吡啶(MP，MP与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，80℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入4,4-联吡啶(BP，BP与氯原子的摩尔比为0.2:1.0)，80℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MP。透析结束后将体系冷冻干燥，得到PMS-cPVBC蝌蚪状纳米颗粒。
将制备得到的PMS-cPVBC单链纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。在溶液中加入三乙胺(TEA，TEA与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，和偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA，AIBA与TEA的摩尔比为1.0:1.0)，50℃下搅拌6h。反应结束后，将溶液转移至透析袋中，透析24h除去TEA。透析结束后将体系冷冻干燥，得到[email protected]蝌蚪状纳米颗粒。将制备得到的[email protected]蝌蚪状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。
将制备得到的[email protected]蝌蚪状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。将上述溶液5.0mL加入聚合管中并加入200mg OEGMA，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的乙醚中使[email protected]纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到双亲性的[email protected]蝌蚪状纳米颗粒。
实施例7
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。首先向其中缓慢滴加1.2mLBVE，搅拌反应30min后缓慢滴加CVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，搅拌反应30min后缓慢滴加MSVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，搅拌反应30min后加入甲醇终止反应。得到PBVE-PCVE-PMSVE聚合物链。
将PBVE-PCVE-PMSVE溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入2-甲基吡啶(MP，MP与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，80℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入4,4-联吡啶(BP，BP与氯原子的摩尔比为0.2:1.0)，80℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MP。透析结束后将体系冷冻干燥，得到PBVE-cPCVE-PMSVE链-球-链状纳米颗粒。
将制备得到的PBVE-cPCVE-PMSVE链-球-链状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。在溶液中加入三乙胺(TEA，TEA与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，和偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA，AIBA与TEA的摩尔比为1.0:1.0)，50℃下搅拌6h。反应结束后，将溶液转移至透析袋中，透析24h除去TEA。透析结束后将体系冷冻干燥，得到[email protected]链-球-链状纳米颗粒。将制备得到的[email protected]链-球-链状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配制成2.0mg/mL的溶液。
将上述合成得到的[email protected]链-球-链状颗粒的溶液5.0mL加入聚合管中并加入200mg KH570，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的乙醚中使[email protected]链-球-链状颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]链-球-链状颗粒。
将10.0mg [email protected]链-球-链状颗粒溶解于20.0mL分析纯DMF中，加入10.0μL乙酸，25℃搅拌过夜。反应结束后，将体系滴入冷的乙醚中使[email protected]2-PMSVE链-球-链状复合纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将白色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected]2-PMSVE链-球-链状复合纳米颗粒。
实施例8
将15.0μL四氯化锡加入10.0mL超干二氯甲烷中，搅拌并冷却至-15℃。先向其中缓慢滴加BBzVE的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后再向其中缓慢滴加1.5g BVE，反应30min后再向其中缓慢滴加VBC的二氯甲烷溶液(0.4g/mL,5mL)，反应30min后加入甲醇终止反应。得到PBBzVE-PBVE-PVBC聚合物链。
将PBBzVE-PBVE-PVBC溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入2-甲基吡啶(MP，MP与氯原子的摩尔比为0.5:1.0)，80℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入4,4-联吡啶(BP，BP与氯原子的摩尔比为0.2:1.0)，80℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MP。透析结束后将体系冷冻干燥，得到PBBzVE-PBVE-cPVBC蝌蚪状纳米颗粒。
将1.0g合成得到的PBBzVE-PBVE-cPVBC蝌蚪状纳米颗粒溶解于20.0mL色谱DMF中。加入1.2mL三氟乙酸和0.6mL二次水，搅拌过夜。将得到的溶液旋转蒸发浓缩后，滴入过量甲醇中沉淀。将沉淀真空干燥，得到PBzVE-PBVE-cPVBC蝌蚪状纳米颗粒。
将PBzVE-PBVE-cPVBC蝌蚪状纳米颗粒溶解于超干DMF溶剂中配成浓度为50mg/mL的溶液。先加入甲基咪唑(MI，MI与苯甲酸单元的摩尔比为0.5:1.0)，25℃下搅拌反应24h。
向溶液中加入己二异氰酸酯(HDI，HDI与苯甲酸单元的摩尔比为0.2:1.0)，25℃下搅拌反应24h。反应结束后将溶液转移至透析袋(截留分子量3.5kDa)中，55℃下透析24h，除去MI。透析结束后将体系冷冻干燥，得到cPBzVE-PBVE-cPVBC哑铃状单链纳米颗粒。
实施例9
将上述合成得到的[email protected]颗粒的溶液5.0mL加入聚合管中并加入Ni(NO3)2·6H2O的DMF溶液(370.0μL，50.0mg/mL)使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌24h使镍离子充分负载在羧基官能团上。向体系中滴加BH4的DMF溶液(2.2mL，5.0mg/mL)后，搅拌24h使金属镍得到充分还原。反应结束后，以1000rpm低速离心以除去大颗粒的镍晶体，使用磁铁(0.2T)收集离心后上清液中的颗粒，25℃下真空干燥后得到[email protected]磁性复合蝌蚪状纳米颗粒。
实施例10
将上述合成得到的[email protected]颗粒的溶液5.0mL加入聚合管中并加入HAuCl4的DMF溶液(400.0μL，50.0mg/mL)，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，搅拌2h使金离子充分负载在羧基官能团上，然后滴加BH4的DMF溶液(2.2mL，5.0mg/mL)后，搅拌24h使金得到充分还原。反应结束后，将体系1000rpm低速离心以除去大颗粒的晶体。将体系滴入冷的乙醚中使[email protected](Au-AIBA)复合蝌蚪状纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将粉色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected](Au-AIBA)蝌蚪状纳米颗粒。
将[email protected](Au-AIBA)复合蝌蚪状纳米颗粒加入200mg DEAEMA，使用双排管将反应溶液进行冷冻-抽气-解冻循环三次，在真空条件下密封反应管，80℃下加热反应8h。反应结束后，将体系冷却至室温以终止反应，并滴入冷的甲醇中使[email protected](Au-PDEAEMA)蝌蚪状纳米颗粒沉淀。将体系10000rpm离心，倒掉上清液后用DMF重新溶解。重复以上共沉淀步骤两次后将粉色沉淀25℃下真空干燥，得到[email protected](Au-PDEAEMA)pH响应复合蝌蚪状纳米颗粒。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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