[发明专利]一种具有四重响应性嵌段共聚物的制备及其应用

说明书

本发明是基于一种四重响应性嵌段共聚物胶束的制备及其应用，具体为：大分子引发剂（mPEG‑Br）与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体通过原子转移自由基聚合制备了聚乙二醇‑嵌段‑聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（PEG‑b‑PDMAEMA）嵌段共聚物，然后通过季铵化反应将2‑重氮‑1‑萘酚‑5‑磺酰氯接枝到聚乙二醇‑嵌段‑聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯上，得到近红外光、紫外光、pH、温度四重响应的两亲性嵌段聚合物。该聚合物可在水中自组装形成能包裹香豆素102等疏水性小分子的纳米粒子，通过近红外光808nm、紫外光365nm、pH、温度的单一及协同刺激使胶束的形貌发生变化进而释放装载的小分子。本发明的胶束具有近红外光、紫外光、pH、温度四重响应性，在控制药物释放方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及了一种对近红外光、紫外光、pH和温度四重响应性嵌段聚合物胶束的制备及其应用。

背景技术

近年来，科研工作者们一直致力于控制药物释放领域的研究，并取得了一定的进步。其中响应性聚合物胶束由于能对外界环境刺激快速响应因而应用广泛，不过也存在着一些问题，目前大多数胶束生物相容性低，释放效率慢，装载率低，并且是单刺激响应，例如对pH、温度、离子强度、磁场等敏感，其中很多刺激对生物体来说有害，相比之下光刺激具有较多的优点，例如可定点控制释放，不需接触人体。

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯具有pH敏感性、温敏性和生物相容性，尤其是在生物医学领域得到了广泛研究和应用。目前基于聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的研究很多，例如PDMS-b-PDMAEMA(Car A,Baumann P,Duskey J T,et al.[J].Biomacromolecules,2014,15(9):3235-45.),该聚合物不具有光响应性，不能够实现药物的定点释放；又如人们对芘，苝，偶氮苯，螺吡喃及硝基苯功能化的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的制备和自组装研究，虽然可以通过光刺激实现定点释放，但其存在的问题是客体分子的释放效率低，并且用于刺激胶束的紫外光，可见光对生物体有副作用，容易烧伤组织，组织渗透性差，与这些光响应分子相比，2-重氮-1-萘酚-5-磺酰氯不仅具有紫外光响应性而且具有近红外光响应的特性，目前对该材料的研究还不深入，没有很好的结合上述两种材料的优良特性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明将具有近红外光、紫外光响应的2‐重氮‐1‐萘酚‐5‐磺酰氯与具有pH、温度响应的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯结合在一起，得到了两亲性嵌段聚合物，该聚合物在水溶液中能自组装形成纳米胶束，并具有近红外光、紫外光、pH和温度四重响应性，可以应用在弱酸，低功率的近红外光及紫外光刺激下控制药物释放。

本发明的技术方案是：一种具有近红外光、紫外光、pH和温度四重响应性的两亲性嵌段聚合物的制备方法，其合成路线如下所示

该方法具体包括以下步骤：

步骤1：制备聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯：将可聚合单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、大分子引发剂PEG‐Br和催化剂溴化亚铜溶解在干燥的四氢呋喃中，置于舒伦克烧瓶中，用注射器把三(2‐二甲氨基乙基)胺注入到所述舒伦克烧瓶中，搅拌30～50分钟至完全溶解，通氮气30～60分钟除去氧气，经过六到八次“冷冻‐抽气‐解冻”循环后置于55～75摄氏度的油浴锅中反应6～10小时，将产物通过装有中性氧化铝的层析柱除去催化剂，并且有石油醚沉淀2～4次，在45～55摄氏度的真空干燥箱中干燥12～24小时，得到嵌段聚合物聚乙二醇‐嵌段‐聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。其中，所述大分子引发剂、溴化亚铜、三(2‐二甲氨基乙基)胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比为1～3：1～3：1：300～600；