一種光聲成像聚合物與磁納米復(fù)合材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物功能化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類具有光聲成像性質(zhì)及磁性的 水溶性嵌段聚合物/磁納米復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁性納米粒子由于其具有良好生物相容性、低毒性和超順磁性等優(yōu)點，被廣泛用 于磁共振成像造影劑、藥物運輸、磁熱療等生物領(lǐng)域。本發(fā)明提出通過配體置換將水溶性嵌 段聚合物引入到磁納米表面，得到了水溶性嵌段聚合物/磁納米的復(fù)合材料。磁納米表面 水溶性聚合物的引入不僅改善了磁納米的水溶性和生物相容性，同時也實現(xiàn)了磁共振與光 聲成像的結(jié)合，從而拓寬了磁納米在生物領(lǐng)域的應(yīng)用。水溶性聚合物/磁納米復(fù)合材料表 面富余的羧基，可進一步引入生物特異性基團。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)問題：本發(fā)明涉及一類具有光聲性質(zhì)及磁性的水溶性聚合物/磁納米粒子復(fù) 合材料的及其制備方法。
[0004] 技術(shù)方案：本發(fā)明的具有光聲及磁性多功能的水溶性嵌段聚合物/磁納米粒子復(fù) 合材料，具有良好的生物相容性，并可以同時實現(xiàn)光聲成像及磁共振成像，可廣泛應(yīng)用于藥 物靶向釋放、磁熱療、生物光聲信號檢測等領(lǐng)域。
[0005] 本發(fā)明的光聲聚合物與磁納米粒子復(fù)合材料為具有光聲及磁性多功能的水溶性 聚合物與磁納米粒子的復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)是：中心核為磁納米粒子，配體為光聲性質(zhì)的水溶 性共軛聚合物。
[0006] 磁納米粒子為Fe、Co或Mn金屬的氧化物，粒徑在I-IOOnm之間，并且具有單分散 性。
[0007] 所述聚合物是一種基于3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐的嵌段聚合物，其具體結(jié)構(gòu)如 下：
[0008]
【主權(quán)項】
1. 一種光聲成像聚合物與磁共振成像納米粒子復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料具 有光聲成像性質(zhì)和磁共振成像的多功能性質(zhì)的水溶性聚合物與磁納米粒子的復(fù)合材料，其 結(jié)構(gòu)是：中心核是磁納米粒子，配體是具有光聲成像性質(zhì)的水溶性聚合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子符合材料，其特征在于所述磁 納米粒子為Fe、Co或Mn金屬的氧化物，粒徑在l-100nm之間，并且具有單分散性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子符合材料，其特征在于所述聚 合物是富含羧基的基于3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐的具有光聲成像性質(zhì)的聚合物，具體結(jié)構(gòu) 如下：
聚丙烯酸的聚合度n為10-100 聚合物是通過-coo-與磁納米粒子表面相連接。
4. 一種如權(quán)利1要求所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子復(fù)合材料的制備方法，其特 征在于該制備方法包括以下步驟：
1. )油酸包裹的磁納米粒子合成：以二芐醚為溶劑，以乙酰丙酮鐵（III)、1，2-十六二 醇、油酸和油胺為原料，采用高溫溶劑熱法制備單分散的磁納米粒子： 具體步驟如下： 將乙酰丙酮鐵（III)、1，2_十六二醇、油酸和油胺加入二芐醚中，氮氣保護中磁力均勻 攪拌，將混合溶液加熱到150-220°C持續(xù)1-3小時，然后把溫度升到280-320°C再加熱0. 5-1 小時，冷卻至室溫，加入乙醇，有黑色沉淀生成；采用離心-溶解-離心的方法制備得到的產(chǎn) 物即為油酸包裹的磁納米粒子，油酸包裹的磁納米粒子經(jīng)過減壓干燥后，保存在0-4°C的冰 箱中備用；
2. )富含羧基的具有光聲成像性質(zhì)的聚合物的合成： 在反應(yīng)瓶中加入3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐，再加入濃硫酸，40-60°C下反應(yīng)25-35小時， 然后升溫至80-90°C，加入引發(fā)劑12，半小時后再加入Br2，反應(yīng)25-35小時，停止反應(yīng)，向反 應(yīng)瓶中逐滴加入水，然后抽濾得到1，7-二溴-3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐； 在反應(yīng)瓶中加入1，7-二溴-3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐，在氮氣氣氛下分別加入N-甲基 吡咯烷酮，丙酸，80-90°C下反應(yīng)20-40分鐘，然后再加入環(huán)己胺，5. 5-6. 5小時后停止反應(yīng)， 產(chǎn)物倒入水中然后抽濾，烘干后過色譜柱得到純產(chǎn)物； 在氮氣環(huán)境下，在上一步的純產(chǎn)物中加入吡咯烷，50-60°C下反應(yīng)24-30小時，停止反 應(yīng)后將溶劑旋干，過色譜柱得到純產(chǎn)物； 上一步的產(chǎn)物中加入K0H，異丙醇，水，80-85°C反應(yīng)35-45分鐘，停止反應(yīng)后倒入醋酸 中攪拌35-45分鐘，抽濾，烘干后過色譜柱得到純產(chǎn)物； 在氮氣條件下，在上一步的純產(chǎn)物中加入二甘醇胺，115-125°C下反應(yīng)2. 5-3. 5小時， 反應(yīng)停止后倒入水中，抽濾，產(chǎn)物烘干后過色譜柱得到純產(chǎn)物； 在氮氣條件下，向上一步的純產(chǎn)物中加入無水四氫呋喃，溶解后再加入三乙胺，最后加 入2-溴異丁酰溴，常溫下反應(yīng)24-30小時，反應(yīng)停止后過濾掉三乙胺鹽酸鹽，濾液濃縮過色 譜柱得到具有光聲成像性質(zhì)的純產(chǎn)物即大分子引發(fā)劑； 在Schelek管中，加入聚合物大分子引發(fā)劑、溴化亞銅；抽真空，通氮氣，重復(fù)2-4次； 加入苯甲醚溶解聚合物大分子引發(fā)劑，然后加入：N，N，N'，N，'N"-五甲基二亞乙基三胺 PMDETA，攪拌并加熱至90-110 °C，然后向反應(yīng)體系中注入丙烯酸叔丁酯TBA，反應(yīng)12-24小 時后，停止反應(yīng)；向溶液中加入二氯甲烷，將溶液通過中性氧化鋁層析柱除去銅鹽，用旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀濃縮溶液至粘稠，并在正己烷中沉降，重復(fù)該操作2-4次；在30-50°C真空干燥箱中 干燥，得到兩頭為聚丙烯酸叔丁酯中間為茈四甲酸二酐的嵌段型聚合物； 氮氣氣氛中，將嵌段聚合物溶解在四氫呋喃中，室溫下，加入三氟乙酸，反應(yīng)持續(xù) 12-24小時后，蒸出溶劑，得到中間核為茈四甲酸二酐，兩頭為聚丙烯酸的水溶性聚合物 PAA-PDI-PAA ；
3.)水溶性光聲成像性質(zhì)聚合物與磁納米粒子復(fù)合材料的制備：將步驟一制備的油酸 包裹的磁納米粒子溶解于〇1(：13中，完全溶解后再向其中加入CH2C12，超聲得到均一的透明 混合液。將步驟二合成的水溶性聚合物PAA-PDI-PAA溶解于DMF中；將所述混合液加入到 溶有PAA-PDI-PAA的DMF溶液中，然后超聲得到均一的混合溶液，40-50°C的條件下，在氮氣 氛圍中攪拌過夜，反應(yīng)停止后，將反應(yīng)液倒入到正己烷中，離心，沉淀物用Na 2C03溶液溶解， 然后將此溶液超濾清洗，最終的綠色溶液即為具有光聲成像性質(zhì)和磁共振成像性質(zhì)的水溶 性復(fù)合材料的水溶液。
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于苝酰亞胺PDI的光聲成像聚合物與磁納米復(fù)合材料及制備方法。以3,4,9,10-苝四甲酸二酐為原料通過有機合成的方法制備出成為一種α-溴大分子引發(fā)劑，以此引發(fā)丙烯酸叔丁酯的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，獲得分子量分布較窄具有良好光聲成像性質(zhì)的聚合物。將此聚合物水解后得到富含羧基的水溶性聚合物；以乙酰丙酮鐵(Ⅲ)、1,2-十六二醇、油酸、油胺等原料在二芐醚中，通過高溫溶劑法制備粒徑均一的油酸包裹的磁納米粒子；以含羧基的聚合物為配體在氯仿，二氯甲烷，N，N-二甲基甲酰胺DMF的微乳液中置換磁納米表面的油酸，然后將富余的羧基離子化，首次得到基于苝酰亞胺聚合物與磁納米粒子結(jié)合的復(fù)合材料-具有光聲成像性質(zhì)和磁共振成像性質(zhì)。
【IPC分類】C08G83-00, H01F1-42
【公開號】CN104804196
【申請?zhí)枴緾N201510167539
【發(fā)明人】范曲立, 葉樹名, 楊震, 盧曉梅, 黃維
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月9日