[发明专利]一种纳米复合多孔凝胶微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能高分子材料领域，具体涉及一种纳米复合多孔凝胶微球及其制备方法。

背景技术

多孔聚合物微球广泛应用于色谱柱填料、离子交换树脂、生物分离和催化剂载体等领域。多孔微球的制备方法主要为复乳法、种子溶胀聚合和SPG膜乳化法。Nelissen等人(Polymer，1999，40(13)：3685-3689)利用在单体相存在致孔剂的条件下悬浮聚合制备出多孔的聚苯乙烯微球。Krajnc等人(React.Funct.Polym.，2005，65(1-2)：37-45)在高内相乳液(即内水相体积占乳液体积的74％以上)聚合技术的基础上，用W/O/W复乳法制备出聚对氯甲基苯乙烯多孔微球。Rosa等(Int.J.Pharm.，2002，242(1-2)：225-228)利用W/O/W复乳法并通过在内水相中添加聚氮丙啶作为致孔剂，制备出了多孔聚合物微球。

此外，近年来采用微流道技术(microfluidic technology)制备多重乳液并以其为模板制备多孔微球引起了人们的广泛关注(2007，Angew.Chem.，Int.Ed.，46，8970；2008，Adv.Mater.，20，3498-3503；2009，Small，5，1932-1935)。虽然此类方法可以很好地控制内外乳滴的粒径和粒径分布。但是，它和上述其他方法一样，在制备多孔微球时都需要添加大量表面活性剂或者致孔剂，制备后处理时较难完全除去，且过程繁琐，这给应用带来许多问题。

没有使用表面活性剂的皮克林乳液聚合技术已被广泛应用于制备杂化核/壳结构聚合物微球，而基于皮克林乳液的多重乳液聚合技术还没有报道。这种方法可以简单、大量的制备纳米复合的多孔微球。

发明内容

本发明的目的和内容在于针对现有制备多孔微球技术的缺陷和不足，提供一种纳米复合的多孔微球的制备方法。该微球内部具有独立的孔洞结构，并且能够有效地调节孔洞的大小和数量，从而使其具有较高的药物装载能力和很好的控释功能；制备过程无需表面活性剂和致孔剂，产品无毒性，可以在生物医学领域得到好的应用。

本发明的目的和内容还在于提供所述制备方法的纳米复合多孔凝胶微球。

本发明的纳米复合多孔凝胶微球的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将水溶性单体、交联剂、水性引发剂溶解于水中，然后将粘土粒子(Laponite RD)超声分散于此溶液，再加入适量的氯化钠，配成水相溶液。将油相分散到上述水相溶液中，经乳化形成水包油(O/W)型初乳。

(2)将上述初乳加到分散有疏水性二氧化硅纳米粒子的油相中，再经乳化制成油包水包油(O/W/O)型两重皮克林乳液。

(3)将上述得到的两重乳液中间相水性单体聚合，洗涤干燥得到纳米复合的多孔凝胶微球。

步骤(1)中，水溶性单体为丙烯酰胺(Am)、异丙基丙烯酰胺(NIPAm)或丙烯酸(AA)；交联剂为N，N-亚甲基双丙稀酰胺(BIS)；引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)或者过硫酸钾(KPS)；油相为苯、甲苯、二甲苯。

其中，单体相对于整个水相的质量百分比浓度为5％～15％；交联剂相对于单体的质量百分比为10％～100％；引发剂占单体质量的0.5％～2％；粘土粒子的添加量为整个水相质量的1％～2％；氯化钠的添加量占整个水相质量的0.5％～2％；初乳油水相的体积比为1∶1～10。

步骤(2)中，疏水性纳米粒子相对于外油相的质量分数为0.25％～1％；初乳和外油相的体积比为1∶2～10。

为了更好的乳化，步骤(1)中乳化时用高速分散机在转速5000～10000转/分下搅拌1～5分钟或者用超声清洗器超声5～10分钟。为了得到稳定的两重乳液，步骤(2)中用手摇乳化。

为了使反应更好的进行，步骤(3)中的反应在无搅拌条件下进行。

本发明相对于现有技术具有以下区别和优点：

本发明同现有技术的相似之处是都采用乳液模板法制备多孔聚合物微球。

不同之处是现有的乳液模板法多采用表面活性剂做乳化剂，聚合之后，小分子乳化剂和致孔剂难以除尽，后处理麻烦，且有一定毒性。而本发明采用纳米粒子作为乳化剂，乳化过程中，纳米粒子通过自组装不可逆的吸附在油水界面，稳定乳液，乳化过程就不需要添加表面活性剂。