一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法技术

本发明专利技术提供一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N‑异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，该复合多功能纳米粒子具有蛋黄结构，壳层的双重响应性使其具备了智能响应的特点；蛋黄结构使其具备充足的存储空间，从而有望实现抗肿瘤药物的有效负载和可控释放。包括以下步骤：1）同质稀土核壳纳米粒子的合成；2）通过反向微乳液法包覆壳层厚度为15 nm左右的硅层；3）以光响应偶氮苯为交联剂，N‑异丙基丙烯酰胺为单体，制备双重响应外壳；4）通过HF刻蚀硅层制得内核为稀土纳米粒子外壳为双响应壳层的蛋黄结构的多功能纳米粒子。这种多功能稀土纳米粒子将会在生物医药领域得到一定应用。

Preparation method of rare earth fluoride / azobenzene /N- isopropylacrylamide composite multifunctional nanoparticles

The invention provides a preparation method of rare earth fluoride / polyazobenzene /N isopropyl acrylamide composite nanoparticle. The composite multifunctional nanoparticles have egg yolk structure. The double responsiveness of the shell makes it possess the characteristics of intelligent response; the egg yolk structure makes it have sufficient storage space, and thus is expected to be real. The effective load and controlled release of anti-tumor drugs are now available. The following steps are included: 1) synthesis of homogenous rare earth core shell nanoparticles; 2) coating the silicon layer with a thickness of 15 nm by the reverse microemulsion method; 3) using light response azobenzene as a crosslinker, N isopropyl acrylamide as a monomer to prepare a double response shell; 4) the core is made of rare earth nanoparticles through the etching of the HF layer. The shell is a multi-functional nanoparticle with double shell and yolk structure. This multifunctional rare earth nanoparticles will be applied in the field of biomedicine.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法
本专利技术涉及一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备技术，是一种特别蛋黄结构纳米载体的制备方法。
技术介绍
随着智能材料研究的发展，上转换纳米发光材料因其独特的光学性质和物理性质而受到广泛的研究。上转换发光材料是一类具有上转换发光性质的材料，上转换发光（UpconversionLuminescence,UCL）一种反斯托克斯过程，指的是稀土粒子连续吸收多个低能长波长光子后将低能光子转换为高能短波长光子的过程。发光过程使用近红外光进行激发，而近红外光相比于高能光源有着明显的优势，它对组织穿透性强、组织背景荧光弱且对生物体的伤害较小发光时间长久、发光的频率稳定、化学性质稳定。而光具有其他方式不具备的优点，光响应性聚合物载体因可远程控制，能在体外灵活地选择光刺激药物释放时机、光照方向和辐照区域，同时可控制光功率大小，从而达到适时的、适量的对病灶部位释放药物进行治疗，实现对于外界刺激的特征性响应来调控物质的释放过程。目前基于上转换/光响应多功能纳米粒子的制备方法主要是通过稀土纳米粒子表明修饰多孔二氧化硅，光响应基元进一步接枝在多孔二氧化硅中。多孔二氧化硅中负载药物分子，通过近红外光激发出的紫外光使光响应基元实现光开关的作用，实现诊断与治疗一体化研究。然而，介孔通道对药物的负载会使负载量受到限制，很难实现对药物按需可控释放，治疗效果不佳。有鉴于此，本专利技术提出一种稀土上转换纳米粒子/聚偶氮苯复合蛋黄结构纳米粒子及其制备方法，反向乳液法用硅层包覆稀土纳米粒子后，外壳以光响应偶氮苯为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体，HF选择性刻蚀制得内核为稀土纳米粒子外壳为双响应壳层的蛋黄结构多功能纳米粒子。此多功能纳米粒子有望解决集诊断与光控/温度双响应治疗于一体化的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有产品的不足，提供一种光/温度双响应稀土粒子的制备方法。反向乳液法用硅层包覆稀土纳米粒子后，外壳以光响应偶氮苯为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体，HF选择性刻蚀制得内核为稀土纳米粒子外壳为双响应壳层的蛋黄结构多功能纳米粒子。此多功能纳米粒子有望解决集诊断与光控/温度双响应治疗于一体化的难题，蛋黄结构有利于提高药物的利用效率，且与生物较好的相容性，不和组织发生化学物理反应和排斥反应，无毒副作用。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，该复合纳米粒子为蛋黄结构，内核为同质核壳稀土纳米粒子，其化学式为：NaYF4:Tm3+,Yb3+,Tm3+/NaYF4，外壳为以BMAAB为交联剂的PNIPAM壳层（PAZO-NIPAM@UCNPs），所述的内核尺寸为40nm；外壳厚度为60nm，其制备包括如下步骤：（1）20%Yb3+/0.5%Tm3+上转换纳米粒子的制备：将1-十八烯(ODE)，油酸(OA)氯化钇(YCl3)水溶液、氯化镱(YbCl3)水溶液和氯化铥(TmCl3)水溶液混合均匀，在氮气流下升温至110℃~120℃，除去体系中的水分和氧气，随后升温到140℃~160℃，并保温45min~55min后其冷却，加入氢氧化钠甲醇溶液和氟化铵甲醇溶液，室温搅拌1h~2h；升温至100℃~150℃除掉甲醇和水分，随后升温至290℃~300℃，并保温60min~90min后冷却至室温，加入10mL乙醇沉淀产物，将混合溶液以5000~10000转/分钟离心10min~20min，用乙醇洗涤三次后，产物分散于氯仿中待用。（2）同质惰性壳层包覆的具体操作：将1-十八烯，油酸和氯化钇YCl3水溶液加入到四口烧瓶中；无氧环境下，升温至110℃~120℃，持续4~5min，后升温到140℃~160℃，保温50min~60min后冷却至室温；加入步骤（1）制备好的NaYF4:20%Yb3+/0.5%Tm3+上转换纳米粒子，室温搅拌1h~2h，升温至80℃~90℃，保温3~6min，然后降温至室温；加入氢氧化钠甲醇溶液和氟化铵甲醇溶液，搅拌1h~2h；升温至100℃~150℃，保温3min~4min，后升温至290℃~300℃，并保温60min~90min，冷却至室温后，加入乙醇沉淀产物；将混合溶液以5000~10000转/分钟，离心10min~20min，乙醇洗涤3次后，产物于环己烷中待用。（3）SiO2@UCNPs核壳结构粒子的制备：将表面活性剂CO-520，环己烷和步骤（2）上转换纳米粒子环己烷溶液加入三口烧瓶中，搅拌10min~30min；加入氨水（wt30%），密封后超声20min~30min；加入正硅酸乙酯，室温下搅拌20h~30h，转速为500~800转/分钟；后加入MPS硅烷偶联剂，搅拌20~30h；加入丙酮破乳，离心得到产物（UCNPs@SiO2），用乙醇溶液洗涤2~4次。（4）PAZO-NIPAM@SiO2@UCNPs三层纳米粒子的制备：将乙烯化UCNPs@SiO2微球超声20min~30min分散在乙腈，然后依此加入BMAAB交联剂、NIPAM温敏性单体、DVB助交联剂和AIBN引发剂（单体总量的3wt%），装上油水分离器、回流冷凝管，氮气置换4~5次以除掉反应容器中的空气，接上氮气包，在30min内将温度由室温升至80℃~100℃，保温12min~20min后升温至100℃~120℃，在3.5h内（包括加热升温时间）将反应溶剂蒸出一半后停止反应，并向反应溶液中加入对二苯酚，待溶液冷却至室温后过滤得到产物，乙醇洗涤至离心上层清液为无色。（5）PAZO-NIPAM@UCNPs蛋黄结构纳米粒子的制备：将步骤（4）的核壳结构微球分散在无水乙醇中，再加入氢氟酸，搅拌20-30h后离心，用无水乙醇至上层离心清液为无色，将得到的产物置于30~60℃真空干燥箱烘干至恒重，得到PAZO-NIPAM@SiO2@UCNPs复合纳米粒子。优选地，如上所述的一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，所述步骤（1）中1-十八烯和油酸的加入量分别为10mL~20mL，5mL~10mL，0.2mol/L氯化钇水溶液、0.2mol/L氯化镱水溶液和0.2mol/L氯化铥水溶液的加入量为1mL~5mL，1mL~4mL，10µL~30µL，0.5mol/L氢氧化钠甲醇溶液和0.5mol/L氟化铵甲醇的用量分别为3mL~6mL,5mL~10mL，乙醇沉淀产物的用量为5mL~20mL，氯仿的用量为5mL~20mL。优选地，如上所述的一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，所述步骤（2）中1-十八烯和油酸的加入量分别为10mL~20mL，5mL~10mL，0.2mol/L氯化钇水溶液加入量为1mL~5mL，氢氧化钠甲醇溶液和氟化铵甲醇的用量为3mL~6mL,5mL~10mL，乙醇沉淀产物的用量为5mL~20mL，环己烷的用量为5mL~20mL。优选地，如上所述的一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，所述步骤（3）表面活性剂CO-520、环己烷和上转换纳米粒子环己烷溶液加入量分别为1m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N‑异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，其特征在于：该复合纳米粒子为蛋黄结构，内核为同质核壳稀土纳米粒子，其化学式为：NaYF4: Tm

【技术特征摘要】
1.一种稀土氟化物/聚偶氮苯/N-异丙基丙烯酰胺复合多功能纳米粒子的制备方法，其特征在于：该复合纳米粒子为蛋黄结构，内核为同质核壳稀土纳米粒子，其化学式为：NaYF4:Tm3+,Yb3+,Tm3+/NaYF4，外壳为以BMAAB为交联剂的PNIPAM壳层，其制备包括如下步骤：（1）20%Yb3+/0.5%Tm3+上转换纳米粒子的制备：将1-十八烯、油酸、氯化钇水溶液、氯化镱水溶液和氯化铥水溶液混合均匀，在氮气流下升温至110℃~120℃，除去体系中的水分和氧气，随后升温到140℃~160℃，并保温45min~55min后移除加热套,自然冷却至室温后加入氢氧化钠甲醇溶液和氟化铵甲醇溶液，室温搅拌1h~2h；升温至100℃~150℃除掉甲醇和水分，随后升温至290℃~300℃，并保温60min~90min后冷却至室温，向反应烧瓶中加入乙醇沉淀产物，离心并用乙醇洗涤，离心速率为5000~10000转/分钟，离心时间为10min~20min，产物分散于氯仿中待用；（2）同质惰性壳层包覆的具体操作：将1-十八烯，油酸和氯化钇水溶液加入到四口烧瓶中；无氧环境下升温至110℃~120℃，持续4-5min，后升温到140℃~160℃，保温50min~60min,移除电热套让其自然冷却至室温；加入步骤（1）制备的NaYF4:20%Yb3+/0.5%Tm3+上转换纳米粒子，室温搅拌1h~2h，升温至80℃~90℃，保温3min~6min，然后降温至室温；加入氢氧化钠甲醇溶液和氟化铵甲醇溶液，搅拌1h~2h；升温至100℃~150℃，保温3min~4min，后升温至290℃~300℃，并保温60min~90min，冷却至室温后，向反应烧瓶中加入乙醇沉淀产物，离心后用乙醇洗涤产物，离心速率为5000~10000转/分钟，离心时间为10min~20min，产物分散于环己烷中待用；（3）SiO2@UCNPs核壳结构粒子的制备：将表面活性剂CO-520，环己烷和步骤（2）的上转换纳米粒子环己烷溶液加入三口烧瓶中，搅拌10min~30min；加入氨水，密封后超声20min~30min；加入正硅酸乙酯，室温下搅拌20~30h，转速为500~800转/分钟；后加入MPS硅烷偶联剂，搅拌20~30h；加入丙酮破乳，离心得到产物UCNPs@SiO2，用乙醇溶液洗涤2~4次；（4）PAZO~NIPAM@SiO2@UCNPs三层纳米粒子的制备：将乙烯化UCNPs@SiO2微球超声20min~30min分散在乙腈，然后依此加入BMAAB交联剂、NIPAM温敏性单体、DVB助交联剂和AIBN引发剂，装上油水分离器、回流冷凝管，氮气置换4~5次以除掉反应容器中的空气，接上氮气包，在30min内将温度由室温升...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小涛，刘小平，叶晓铁，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42