[发明专利]具有光学温敏性复合水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有光学温敏性复合水凝胶的制备方法，它是通过柠檬酸钠做为还原剂得到纳米金；对凹凸棒土使用3 ‑巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）进行改性，得到ATP‑AuNPs粒子；通过N－异丙基丙烯酰胺，引发剂过硫酸铵（APS），加速剂偏重亚硫酸铵（SPS），交联剂N,N'－亚甲基双丙烯酰胺（MBA），在二次蒸馏水中，在氮气氛围下，对粒子聚合得到PNIPAM‑ATP‑AuNPs凝胶。本发明方法得到的智能型水凝胶具有光学性能及温敏性能，不仅能够提高凝胶的平衡溶胀率，增加其吸水性能，而且兼具近红外光响应特性，可以用于控制药物释放体系。

技术领域

本发明涉及水凝胶，具体涉及一种具有光学温敏性复合水凝胶的制备方法。

背景材料

聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是一种典型的温度敏感型聚合物，PNIPAM的低临界溶解温度（LCST）约为32℃，当温度低于32℃，表现为亲水性，当温度高于32℃，表现疏水性。基于这种温度响应性，PNIPAM在药物输送及可控制释放领域有重要的作用，但其吸水性较差，平衡溶胀率不高，响应速率慢，使其在应用研究领域受到限制。

凹凸棒石粘土简称“凹凸棒土”或“凹土”(Attapulgite，ATP)，被称为“千种用土，万土之王”，常被用来作为高分子材料的理想增强材料，它属海泡石族，是具有典型层链状结构的含水镁铝的硅酸盐矿物，是一种天然的一维纳米材料，具有无毒、比表面积大、化学稳定性好、吸附能力强等特征。由于凹凸棒土优良的吸附性能，在医药业得到大力发展，以凹凸棒石及类似的矿物作为药用原料的产品相继出现，并在制剂、药理和临床方面进行了深入的研究。在PNIPAM凝胶中引入吸附能力强的凹凸棒土，可以明显地改善凝胶的吸水性，提高其平衡溶胀率，拓宽其应用领域。

纳米金（AuNPs）具有非常特殊的光学性质，可以强烈吸收可见光和近红外区域的光。当其吸收光时，由于表面等离子体共振的存在，一方面可以使纳米金将光能高效的转换为热能，另一方面也会根据纳米金粒径、形状的不同而产生不同的颜色变化。而当其发生光散射时，不仅会发生等离子体共振散射，还能增强拉曼散射的信号强度。若在凝胶中引入纳米金，不仅可以提高其整体的光学性能，还可以对包覆药物进行标记，达到示踪的目的，有利于其在药物控释领域的研究。

发明内容

本发明的目的是:提供一种具有光学温敏性复合水凝胶的制备方法，由该制备方法得到的智能型水凝胶具有光学性能及温敏性能，不仅能够提高凝胶的平衡溶胀率，增加其吸水性能，而且兼具近红外光响应特性，可以用于控制药物释放体系。

本发明的技术解决方案是：通过柠檬酸钠做为还原剂得到纳米金；对凹凸棒土使用3 -巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）进行改性，得到ATP-AuNPs粒子；通过N－异丙基丙烯酰胺，引发剂过硫酸铵（APS），加速剂偏重亚硫酸铵（SPS），交联剂N,N'－亚甲基双丙烯酰胺（MBA），在二次蒸馏水中，在氮气氛围下，对粒子聚合得到PNIPAM-ATP-AuNPs凝胶。

其中，该具有光学温敏性复合水凝胶制备方法的具体步骤如下：

（1）取3.4ml-6ml的1mM HAuCl₄ 配置100ml的水溶液，圆底烧瓶加热至沸，立即加入10-20ml 的38.8mM柠檬酸钠溶液，溶液变为紫红色稳定后，持续加热10min，移除热源，搅拌15min；

（2）取0.5-2.5g凹凸棒土溶解于10ml的水中，转速6000rpm/min搅拌5min，超声20min；加入3 -巯丙基三甲氧基硅0.5-2.5g，转速6000rpm/min搅拌15min，置于80℃真空干燥箱中过夜；使用二氯甲烷洗涤三次，再无水乙醇用索氏提取器提取24h，置于70℃的真空干燥箱中干燥，得到改性凹凸棒土（org-ATP）；以去离子水做溶剂，配置1-2mg/ml的org-ATP分散液；取10-20ml org-ATP分散液，加入步骤（1）的50-100ml的胶体金溶液中，搅拌过夜，用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于70℃的真空干燥箱中干燥，得到ATP-AuNPs；