一種葡萄糖癸二酸二乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種葡萄糖癸二酸二乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，包括：(1)將不同鏈長的二酸，醋酸乙烯酯，醋酸汞，醋酸銅混合燒瓶中，室溫攪拌1～15min后加入濃硫酸，在50℃～70℃下恒溫攪拌反應8h，加入無水醋酸鈉中和濃硫酸，分離提純，得到二酸二乙烯脂；(2)將上述二酸二乙烯脂與葡萄糖溶于無水吡啶中，加入堿性蛋白酶，分離提純得到葡萄糖乙烯脂等步驟，本發明的方法操作簡單、產物易處理且經濟環保，本發明得到的納米顆粒含有豐富的可反應親水活性功能基團并且具有接近于體溫的相變溫度，提高了材料表面的特異性吸附并且改善材料表面的生物相容性的，應用前景廣闊。
【專利說明】
一種葡萄糖癸二酸二乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于有機納米顆粒的制備領域，特別涉及一種葡萄糖癸二酸二乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法。
【背景技術】
[0002]糖與蛋白質，脂類和核酸一樣，是構成生物體的重要成分。細胞膜表面的糖類參與了蛋白的靶向，細胞識別，抗體-抗原相互作用等重要生理過程。糖基化材料具有高的親水性及抗非特異性蛋白質吸附以及高的生物相容性等特性，因此很廣泛的用于蛋白質分離純化，細菌的特異性捕捉，生物醫用材料以及細胞的培養等方面，還可以制備表面功能化的分離膜。糖類可以和蛋白質直接進行特異性的識別，來完成生物信息的傳遞。因此，制備具有蛋白質特異性識別的糖基化材料，具有很廣泛的應用前景。
[0003]N-異丙基丙烯酰胺由于分子內有親水性的酰胺基和疏水性的異丙基，其均相聚合物具有較低的臨界溶解溫度(LCST)等良好的特性。由于其聚合物具有在32°C以上呈水不溶性這一特殊的溶解特性，正在開發用于制造某些感溫性聚合物凝膠的原料。N-異丙基丙烯酰胺用通常的自由基聚合引發劑容易單獨聚合，也容易共聚。因此，其成為當前熱敏性高分子材料研究的熱點。
[0004]納米技術、計算機技術、基因工程技術被列為21世紀3大前沿科學技術。納米技術這一被世人廣泛看好的前沿科學，其最大價值在于能和不同學科或領域交叉，從而產生新的產業或者學科。納米微球常稱微球，包括納米球和微米球，是目前最為重要的納米技術產品之一，能廣泛應用于生物制藥、疾病診斷、環境監測、凈化處理、液晶顯示屏、化妝品、油漆涂料等眾多領域。
[0005]利用靜電電噴技術制備的含糖納米顆粒具有后續研究蛋白質之間特異性吸附機理的潛力。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，該方法操作簡單、產物易處理且經濟環保，該納米顆粒含有豐富的可反應親水活性功能基團并且具有接近于體溫的相變溫度，提高了材料表面的特異性吸附并且改善材料表面的生物相容性的同時，在相變特性的基礎上可以有很多潛在的應用。
[0007]本發明是通過以下技術方案來實現的:
[0008]本發明公開了一種葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，具體步驟如下:
[0009]I )、將不同鏈長的二酸，醋酸乙烯酯，醋酸汞，醋酸銅混合燒瓶中，室溫攪拌I?15min后加入濃硫酸，在50°C?70°C下恒溫攪拌反應8h，加入無水醋酸鈉中和濃硫酸，分離提純，得到不同鏈長的二酸二乙烯脂；
[0010]2)、將摩爾比為1-4:1的二酸二乙烯脂與葡萄糖溶于無水吡啶中，加入堿性蛋白酶，在40-60°C條件下反應3-5天，分離提純，得到葡萄糖乙烯脂;其中堿性蛋白酶0.5-1.5g，無水吡啶的用量為50-100ml ；
[0011]3)、在上述葡萄糖乙烯脂中加入N-異丙基丙烯酰胺、引發劑和溶劑，然后在55-60°C氮氣保護下攪拌反應3-8h，聚合反應結束后得到葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物；其中N-異丙基丙烯酰胺與葡萄糖乙烯脂的摩爾比為1-50:1，引發劑占葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺質量之和的0.2-2% ；
[0012]4)、將上述葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL加入溶劑中，攪拌得葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物電噴液，然后進行電噴，干燥即得葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒;其中葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL之和占電噴液的質量分數為3-30%，葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL的摩爾比為1:1。
[0013]作為進一步地改進，本發明所述步驟I)中不同鏈長的二酸是己二酸、壬二酸和癸二酸。
[0014]作為進一步地改進，本發明所述步驟I)中的二酸與醋酸乙烯酯的摩爾比為1:1?1:5。
[0015]作為進一步地改進，本發明所述步驟I)中的醋酸汞質量Ig?3g，濃硫酸體積為0.1-0.25mL0
[0016]作為進一步地改進，本發明所述步驟I)中的無水醋酸鈉的質量為0.1?1.0g，過量的醋酸乙烯酯的除雜方式為旋轉蒸發，提純方式為硅膠層析柱(300?400目)。
[0017]作為進一步地改進，本發明所述步驟2)中分離提純為:用硅膠層析柱分離提純，洗脫劑為乙酸乙酯，展開劑為體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水的混合液，用I2顯色。
[0018]作為進一步地改進，本發明所述步驟3)中引發劑為偶氮二異丁腈AIBN，溶劑為無水乙醇，葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺在無水乙醇溶液中的濃度之和為2-3mol/L，聚合反應結束后，將產物經3500D透析膜除去沒反應的葡萄糖乙烯脂。
[0019]作為進一步地改進，本發明所述步驟4)中的溶劑為無水乙醇。
[0020]作為進一步地改進，本發明所述步驟4)中電噴工藝參數為:注射器規格為5mL，針頭內徑為0.4-0.7mm，噴出流速0.8_2mL/h，靜電壓10_18kV，接收屏采用鋁箔接地接收，接受距離為10_20cm，采用正交方法調節電噴參數進行電噴。
[0021]作為進一步地改進，本發明所述步驟4)中干燥的溫度為30_60°C，干燥時間為24-48h0
[0022]糖是生物分子中的一種，廣泛存在于生物體內，是一類多羥基化合物，具有極強的親水性，因此，把糖引入材料的表面，將有效改善材料表面的生物相容性。并且糖類可以和特定的凝集素發生相互識別，將有利于制備蛋白分離介質、細胞培養微載體、藥物載體(緩釋微球)、非病毒性基因轉染載體等。
[0023]本發明將N-異丙基丙烯酰胺和葡萄糖乙烯脂共聚進行電噴，獲得在納米級葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒。這種膜材料含有豐富的可反應親水活性功能基團，提高了材料表面的非特異性吸附及改善材料表面的生物相容性，具有應用其做后續相關實驗分析的潛力，并且可以和特定的凝集素發生相互作用，具有制備蛋白分離介質的潛質。由于葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒具有可控的LCST值，具有實現藥物的靶向釋放，作為藥物載體等應用潛力。
[0024]本發明的有益效果如下:
[0025](I)本發明采用水相沉淀聚合方法制備了葡萄糖乙烯脂共聚物，制備方法操作簡單、產物易處理且經濟環保；
[0026](2)本發明中N-異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒是一類比表面，高孔隙率的載體材料；
[0027](3)本發明中糖基化納米纖維用于蛋白質的特異性識別，高效，快速，有利于研究糖類和蛋白質之間特異性識別的機理，并且可以多次重復使用，易于工業化生產；
[0028](4)本發明的方法操作簡單、產物易處理且經濟環保，本發明得到的納米顆粒含有豐富的可反應親水活性功能基團并且具有接近于體溫的相變溫度，提高了材料表面的特異性吸附并且改善材料表面的生物相容性的，應用前景廣闊。
【附圖說明】
[0029]圖1為實施例1所得的溫敏性含糖共聚物的紅外表征圖；
[0030]圖2為實施例2所得的溫敏性含糖共聚物的核磁表征圖；
[0031 ]圖3為實施例3所得的溫敏性含糖共聚物的LCST值圖表；
[0032]圖4為實施例3所得的溫敏性含糖共聚物納米顆粒的掃描電鏡照片(電噴電壓為10kV，接收距離為15cm，噴射流速為1.0ml/h)o
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1
[0034](I)將I摩爾的己二酸，醋酸乙烯酯，Ig醋酸汞，微量醋酸銅混合于250mL燒瓶中，室溫攪拌15min后加入0.2mL濃硫酸，在50 V?70 V下恒溫攪拌反應Sh。反應完畢得到藍色澄清溶液。反應液冷卻后加入0.5g無水醋酸鈉，充分震蕩以除去其中的硫酸，靜置過濾后旋轉蒸發除去過量的醋酸乙烯酯。剩余溶液經硅膠層析柱(300?400目)分離提純，得到己二酸二乙烯脂。
[0035](2)將己二酸二乙烯脂與葡萄糖按一定的比例(4:1，摩爾比)溶解在無水吡啶中，利用酶促合成技術合成葡萄糖乙烯脂。反應結束后，粗產物用硅膠層析柱分離提純，洗脫劑為乙酸乙酯，展開劑為乙酸乙酯、甲醇和水(17:3:1，v/v/v)，用I2顯色。將上述糖脂放于微量聚合管中，加入一定量的N-異丙基丙烯酰胺(與葡萄糖乙烯脂的摩爾比為7:1)，用偶氮二異丁腈(AIBN)(占葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺總質量的質量分數為2.0)作為引發劑，加入無水乙醇作溶劑(單體濃度為2.5mol/L無水乙醇)，密封，用油栗抽真空后通氮氣，反復多次。將體系置于50-60°C氮氣保護下攪拌反應6h，得葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物。
[0036](3)將一定質量的溫敏性葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL按照摩爾比為1:1加入無水乙醇中，共聚物中葡萄糖脂與NIPAM的摩爾比為1:5，攪拌數小時至完全溶解，靜置數小時使電噴液中氣泡完全消失，攪拌形成均一電噴液。
[0037](4)用注射器抽取溫敏性含糖共聚物，固定于電噴裝置上，控制噴出流速1.0ml/h，靜電壓10kV，接收屏采用鋁箔接地接收，針頭與接收屏的距離為10-20cm，采用正交方法(改變某一參數，固定其他的參數)調節不同電噴參數進行電噴，得到溫敏性含糖共聚物納米顆粒;放入真空干燥箱中30-60 0C恒溫干燥36h ο其紅外圖譜如圖1所示。
[0038]實施例2
[0039](I)將壬二酸二乙烯脂與葡萄糖按一定的比例(4:1，摩爾比)溶解在無水吡啶中，利用酶促合成技術合成葡萄糖乙烯脂。反應結束后，粗產物用硅膠層析柱分離提純，洗脫劑為乙酸乙酯，展開劑為乙酸乙酯、甲醇和水(17:3:1，v/v/v)，用I2顯色。將上述糖脂放于微量聚合管中，加入一定量的N-異丙基丙烯酰胺(與葡萄糖乙烯脂的摩爾比為7:1)，用偶氮二異丁腈(AIBN)(占葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺總質量的質量分數為2.0)作為引發劑，加入無水乙醇作溶劑(單體濃度為2.5mol/L無水乙醇)，密封，用油栗抽真空后通氮氣，反復多次。將體系置于50-60°C氮氣保護下攪拌反應6h。
[0040](2)將一定質量的溫敏性葡萄糖乙烯脂共聚物和PLCL按照摩爾比為1:1加入無水乙醇中，共聚物中葡萄糖脂與NIPAM的摩爾比為1:20，攪拌數小時至完全溶解，靜置數小時使電噴液中氣泡完全消失，攪拌形成均一電噴液。
[0041](3)用注射器抽取溫敏性含糖共聚物，固定于電噴裝置上，控制噴出流速1.0ml/h，靜電壓10kV，接收屏采用鋁箔接地接收，針頭與接收屏的距離為10-20cm，采用正交方法(改變某一參數，固定其他的參數)調節不同電噴參數進行電噴，得溫敏性含糖共聚物納米顆粒;放入真空干燥箱中60-80°C恒溫干燥24h，制成再生納米復合膜，其核磁圖譜如圖2所示。
[0042]實施例3
[0043](I)將癸二酸二乙烯脂與葡萄糖按一定的比例(4:1，摩爾比)溶解在無水吡啶中，利用酶促合成技術合成葡萄糖乙烯脂。反應結束后，粗產物用硅膠層析柱分離提純，洗脫劑為乙酸乙酯，展開劑為乙酸乙酯、甲醇和水(17:3:1，v/v/v)，用I2顯色。將上述糖脂放于微量聚合管中，加入一定量的N-異丙基丙烯酰胺(與葡萄糖乙烯脂的摩爾比為7:1)，用偶氮二異丁腈(AIBN)(占葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺總質量的質量分數為2.0)作為引發劑，加入無水乙醇作溶劑(單體濃度為2.5mol/L無水乙醇)，密封，用油栗抽真空后通氮氣，反復多次。將體系置于50-60°C氮氣保護下攪拌反應6h。
[0044](2)將一定質量的溫敏性葡萄糖乙烯脂共聚物和PLCL按照摩爾比為1:1加入無水乙醇中，共聚物中葡萄糖脂與NIPAM的摩爾比為1:20，攪拌數小時至完全溶解，靜置數小時使電噴液中氣泡完全消失，攪拌形成均一電噴液。
[0045](3)用注射器抽取溫敏性含糖共聚物，固定于電噴裝置上，控制噴出流速1.0ml/h，靜電壓10kV，接收屏采用鋁箔接地接收，針頭與接收屏的距離為10-20cm，采用正交方法(改變某一參數，固定其他的參數)調節不同電噴參數進行電噴，得溫敏性含糖共聚物納米顆粒;放入真空干燥箱中60-80 °C恒溫干燥24h，制成再生納米復合膜，其LCST值如圖3所示，電鏡照片如圖4所示。
[0046]本發明所述的實施例1?3僅僅是對本發明的優選實施方式進行的描述，并非對本發明構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域中工程技術對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)、將不同鏈長的二酸，醋酸乙烯酯，醋酸汞，醋酸銅混合燒瓶中，室溫攪拌I?15min后加入濃硫酸，在50 0C?70 0C下恒溫攪拌反應Sh，加入無水醋酸鈉中和濃硫酸，分離提純，得到不同鏈長的二酸二乙烯脂； 2)、將摩爾比為1-4:1的二酸二乙烯脂與葡萄糖溶于無水吡啶中，加入堿性蛋白酶，在40-60°C條件下反應3-5天，分離提純，得到葡萄糖乙烯脂;其中堿性蛋白酶0.5-1.5g，無水吡啶的用量為50-100ml; 3)、在上述葡萄糖乙烯脂中加入N-異丙基丙烯酰胺、引發劑和溶劑，然后在55-60°C氮氣保護下攪拌反應3_8h，聚合反應結束后得到葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物;其中N-異丙基丙烯酰胺與葡萄糖乙烯脂的摩爾比為1-50:1，引發劑占葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺質量之和的0.2-2% ； 4)、將上述葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL加入溶劑中，攪拌得葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物電噴液，然后進行電噴，干燥即得葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒;其中葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL之和占電噴液的質量分數為3-30%，葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物和PLCL的摩爾比為1:1。2.根據權利要求1所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中不同鏈長的二酸是己二酸、壬二酸和癸二酸。3.根據權利要求1所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的二酸與醋酸乙烯酯的摩爾比為1:1?1:5。4.根據權利要求1所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的醋酸汞質量Ig?3g，濃硫酸體積為0.1-0.25mL05.根據權利要求1所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的無水醋酸鈉的質量為0.1?1.0g，過量的醋酸乙烯酯的除雜方式為旋轉蒸發，提純方式為硅膠層析柱(300?400目)。6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中分離提純為:用硅膠層析柱分離提純，洗脫劑為乙酸乙酯，展開劑為體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水的混合液，用I2顯色。7.根據權利要求1所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中引發劑為偶氮二異丁腈AIBN，溶劑為無水乙醇，葡萄糖乙烯脂和N-異丙基丙烯酰胺在無水乙醇溶液中的濃度之和為2-3mol/L，聚合反應結束后，將產物經3500D透析膜除去沒反應的葡萄糖乙烯脂。8.根據權利要求6所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中的溶劑為無水乙醇。9.根據權利要求1或2或3或4或5或7或8所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟4)中電噴工藝參數為:注射器規格為5mL，針頭內徑為0.4-0.7mm，噴出流速0.8_2mL/h，靜電壓10_18kV，接收屏采用鋁箔接地接收，接受距離為10-20cm，采用正交方法調節電噴參數進行電噴。10.根據權利要求9所述的葡萄糖乙烯脂/異丙基丙烯酰胺共聚物納米顆粒的制備方 法，其特征在于，所述步驟4)中干燥的溫度為30-60 0C，干燥時間為24-48h。
【文檔編號】C08L33/24GK105837743SQ201610226747
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】翁榮弟, 柴紅梅, 劉愛蓮
【申請人】浪莎針織有限公司