[发明专利]一种粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法及其应用，包括如下步骤：S1.制备稳定剂溶液，将稳定剂溶液回流，再自然冷却至室温；S2.向S1的稳定剂溶液中逐滴加入氧化剂，搅拌均匀，得混合溶液；S3.向S2得到的混合溶液中逐滴加入吡咯单体，持续搅拌反应，透析，得到粒聚吡咯纳米粒；通过调控反应体系中稳定剂的比例调控聚吡咯纳米粒尺寸大小，得到粒径可控的聚吡咯纳米粒。本发明提供了一种简单可行、绿色的、可大量制备的聚吡咯纳米粒合成法，该法可以精确调控聚吡咯纳米粒的大小，并制备出超小聚吡咯纳米粒子，可应用于光热疗法治疗肿瘤，且可以实现从肾脏排出体外，具有很高的实用价值和临床发展潜力。

技术领域

本发明涉及生物医药材料技术领域，更具体地，涉及一种粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法及其应用。

背景技术

聚吡咯(polypyrrole，PPy)是一种安全无毒的光热转换材料，也是一种常见的导电聚合物，具有良好的光稳定性、化学稳定性和生物相容性，已被广泛用于有机电子产品、电池能源、生物临床等领域。[Small 2010,6,679]聚吡咯纳米粒具有较强的近红外吸收，Armes等人制备出聚吡咯纳米粒作为光学相干断层扫描(OCT)的造影剂，可以显著提高OCT成像灵敏度。[Adv.Mater.2011,23,5792]此外，PPy基纳米材料也被广泛用于生物传感器、药物递送和神经再生等。[Small2010,6,421；Biomaterials 2010,31,1342]。

吡咯的电化学聚合法基于单体在水性或非水性介质中的阳极氧化，可以得到在电极表面聚合的PPy薄膜，比如通过吡咯在含有CuCl₂(系统A)和CuCl₂和阴离子表面活性剂NaDS(系统B)的水溶液中在不同的实验条件下进行电聚合获得PPy的聚集体[J.Appl.Polym.Sci.2015,132,42729]。然而电化学聚合反应在电极表面进行，难以大量制备，且电化学聚合法合成的PPy通常不溶于常见的有机溶剂和水，通产作为导电材料，而无法用于生物临床。

吡咯的化学氧化聚合反应可被用来大规模生产聚合物，化学氧化剂(如过硫酸铵、过氧化氢、氯化铁(Ⅲ)、六氰合铁酸钾(Ⅲ))可以在聚合反应的引发步骤中氧化吡咯，生成单体的化学活性自由基阳离子，然后去质子化生成联吡咯，联吡咯再次被氧化，与另一个联吡咯偶联，最后生成聚吡咯。这然而该方法制备的纳米粒子尺寸不均一，无法精确调控聚吡咯纳米粒的大小，有一定的局限性[Colloids and Surfaces A,2015,483,224-231]。同时，现有方法中制备的聚吡咯纳米粒普遍大于100nm，无法制备出超小聚吡咯纳米粒子，无法实现聚吡咯纳米粒子从肾脏排出体外，从而达到肾清除。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供所述粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种粒径可控的聚吡咯纳米粒的制备方法，包括如下步骤

S1.制备稳定剂溶液，将稳定剂溶液回流，再自然冷却至室温；

S2.向S1的稳定剂溶液中逐滴加入氧化剂，搅拌均匀，得混合溶液；

S3.向S2得到的混合溶液中逐滴加入吡咯单体，持续搅拌反应，透析，得到粒聚吡咯纳米粒(PPy NPs)；通过调控反应体系中稳定剂的比例调控聚吡咯纳米粒尺寸大小，得到粒径可控的聚吡咯纳米粒。

本发明创造性的提出了一种改良的化学氧化聚合法制备聚吡咯纳米粒，通过调控反应体系中稳定剂的比例，即可实现调控聚吡咯纳米粒尺寸大小的目的，得到粒径可控的聚吡咯纳米粒。当稳定剂的含量从无到有逐量添加时，聚吡咯纳米粒的粒径逐渐变小，最后趋于稳定，可得到分散性好，粒径均匀的聚吡咯纳米粒。