一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法技术

一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法，包括：1)制备乳化剂水溶液；2)将AIE分子、奥氏熟化效应抑制剂和油溶性引发剂溶于羧基功能单体和疏水单体的混合液中得到油相溶液；3)将乳化剂水溶液加至油相溶液中搅拌预乳化得到粗乳液，超声处理制得单体细乳液；通氮除氧制得羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液；4)将碳二亚胺缩合剂溶解在酸性pH缓冲液中，再将其加入步骤3)制得的乳液中进行活化反应；5)将ω‑氨基马来酰亚胺溶解于碱性pH缓冲液中；6)将ω‑氨基马来酰亚胺溶液加至步骤4)制得的乳液中进行反应；7)将末端含半胱氨酸序列单元的多肽水溶液加至步骤6)制得的乳液中，反应制得羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子。

Preparation of a Carboxyl and Polypeptide Modified AIE Polymer Nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法(一)
本专利技术涉及一种表面修饰的聚集诱导发光(AIE)聚合物纳米粒子的制备方法。(二)
技术介绍
荧光纳米粒子是一类重要的功能纳米材料，其具有水分散性好、光稳定性高、细胞毒性低和表面可修饰等特点，在细胞成像、疾病诊断及生物传感等众多高端领域有重要的应用价值。但以传统聚集诱导淬灭(ACQ)型荧光分子为功能组分的纳米粒子，往往存在荧光量子产率低、荧光强度调控区间窄等缺陷，一定程度上限制了其应用。2001年，唐本忠院士课题组首先报道了一类具有AIE效应的新型荧光分子,其在聚集状态下，由于分子内旋转受限，会发射强烈的荧光【ChemSocRev2011,40,5361–5388.】。AIE分子非常适合于制备高荧光强度和高ФF的聚合物纳米粒子。因为，一方面AIE分子浓度越高，分子聚集程度越大，荧光越亮；另一方面，以聚合物为基体的粒子内部，分子受限程度高，亦有利于增强AIE分子的荧光。目前，已发展了多种制备AIE聚合物纳米粒子的方法，比如有学者开发了一系列自组装与RAFT聚合、Schiff碱缩合反应、Mannich反应、点击反应和动态共价键相互作用等相结合的方法来制备不同的AIE聚合物纳米粒子【ColloidsSurf,B2017,150,114–120.；JColloidInterfaceSci2018,519,137–144；PolymChem2017,8,4746–4751.；DyePigm2018,151,123–129.】。但是自组装的方法一般需要预先合成嵌段共聚物，且组装过程往往需控制在较低的浓度下进行，因此其存在合成效率不高的问题。细乳液聚合体系是以单体液滴为分散相，水为连续相的非均相聚合体系，在聚合过程中，聚合物粒子通过单体液滴成核形成【ProgPolymSci2002,27,1283–1346.AdvPolymSci2005,175,129–255.】。单体液滴既是单体的储存场所，也是聚合场所。通过预先向单体液滴引入不同的功能组分，能方便地通过细乳液聚合制备各种聚合物纳米粒子【AngewChemIntEd2009,48,4488–4507.】。专利技术人课题组首先提出利用细乳液聚合来制备AIE聚合物纳米粒子【PolymChem2015,6,6378–6385.】。迄今为止，细乳液聚合制备的AIE聚合物纳米粒子表面并未进行特异性多肽的修饰，限制了其在细胞选择性成像领域的应用价值。因此在现有研究的基础上，本专利技术提出以苯乙烯、丙烯酸酯和(或)甲基丙烯酸酯为单体，添加羧基功能单体，并以AIE分子为荧光组分，经一步细乳液聚合制备表面羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子；再利用ω-氨基马来酰亚胺与碳二亚胺缩合剂活化的AIE聚合物纳米粒子表面的羧基反应，实现纳米粒子表面的马来酰亚胺基团修饰；最后，利用多肽分子中半胱氨酸序列单元上的巯基与马来酰亚胺基团间的Micheal加成反应，实现AIE聚合物纳米粒子表面的多肽修饰。制得的羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子具有荧光亮度高、光稳定性好、储存稳定性佳和细胞成像能力强等优点。(三)
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于细乳液聚合技术的制备羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的新方法，所制的羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子具有荧光强度高、光稳定性好、储存稳定性佳和细胞成像能力强等特点。本专利技术采用的技术方案是：一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将乳化剂溶于去离子水中，得到乳化剂水溶液，其中乳化剂的质量用量为去离子水质量用量的0.1％～10％；所述乳化剂选自下列至少一种：阴离子乳化剂、两性乳化剂和非离子乳化剂；(2)将AIE分子、奥氏熟化效应抑制剂和油溶性引发剂溶于羧基功能单体和疏水单体的混合液中，得到油相溶液，其中AIE分子质量用量为单体总质量的0.1％～30％；奥氏熟化效应抑制剂的质量用量为单体总质量的1％～12％；油溶性引发剂的质量用量为单体总质量0.05％～10％；羧基功能单体的质量用量为单体总质量用量的0.1％～20％；所述的单体总质量是指羧基功能单体和疏水单体的总质量；所述羧基功能单体为式(I)所示的丙烯酸和甲基丙烯酸以及式(II)所示的亚甲基丁二酸单体中的至少一种；式(I)中，R1为H或CH3所述的AIE分子选自下列AIE-1至AIE-42分子中的至少一种：1.具有典型基础结构的AIE分子2.氰基基团修饰的AIE化合物3.TPE修饰的花青染料衍生物4.TPE修饰的BODIPY衍生物类5.TPE、TPA或蒽酮修饰的DDP衍生物类6.二氰基亚甲基-4H-吡喃衍生物7.苯并双(噻二唑)和TPA构成的AIE化合物8.TPE修饰的苯并噻二唑衍生物所述奥氏熟化效应抑制剂选自下列至少一种：C14～C22的脂肪烃、C14～C22的脂肪醇；所述油溶性引发剂选自下列至少一种：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二苯甲酰、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二月桂酰；所述的疏水单体选自下列至少一种：苯乙烯、式(III)所示的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；式(III)中，R7为H或甲基；R8为C1～C5的烷基；(3)将按步骤(1)所制的乳化剂水溶液加至步骤(2)所制的油相溶液中，使油相溶液中的单体总质量为水溶液中水质量用量的1％～50％，经搅拌预乳化，得到粗乳液；将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,在25W～950W的功率下超声处理0.5min～60min，制得单体细乳液；通氮除氧，在40℃～90℃的温度下，在氮气保护下反应1h～48h，制得表面羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液，透析得到纯化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液；(4)将碳二亚胺缩合剂溶解在pH值在5.0～7.0范围内的酸性pH缓冲液中，配成质量分数在0.005％～10％范围内的碳二亚胺缩合剂缓冲溶液，再将其加入步骤(3)制得的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液中，其中碳二亚胺缩合剂的质量用量为羧基功能单体用量的50％～600％，活化1min～6h，制得活化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液；所述酸性pH缓冲液选自下列一种：磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液；所述碳二亚胺缩合剂选自N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐中的一种；(5)将ω-氨基马来酰亚胺溶解于pH值在7.0～9.0之间的碱性pH缓冲液中，ω-氨基马来酰亚胺的质量分数控制在0.01％～10％范围内；所述碱性pH缓冲液选自下列一种：三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、磷酸缓冲盐(PBS)溶液；所述ω-氨基马来酰亚胺选自式(IV)所示化合物中的一种：式(IV)中，R9为C1～C6的烷基；(6)将步骤(5)配置的ω-氨基马来酰亚胺溶液加至步骤(4)制得的活化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液中，使ω-氨基马来酰亚胺的质量用量为羧基功能单体质量用量的10％～1000％，用pH调节剂将乳液的pH值调节至7.0～9.0之间，室温反应1h～72h，制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)将乳化剂溶于去离子水中，得到乳化剂水溶液，其中乳化剂的质量用量为去离子水质量用量的0.1％～10％；所述乳化剂选自下列至少一种：阴离子乳化剂、两性乳化剂和非离子乳化剂；(2)将AIE分子、奥氏熟化效应抑制剂和油溶性引发剂溶于羧基功能单体和疏水单体的混合液中，得到油相溶液，其中AIE分子质量用量为单体总质量的0.1％～30％；奥氏熟化效应抑制剂的质量用量为单体总质量的1％～12％；油溶性引发剂的质量用量为单体总质量0.05％～10％；羧基功能单体的质量用量为单体总质量用量的0.1％～20％；所述的单体总质量是指羧基功能单体和疏水单体的总质量；所述羧基功能单体为式(I)所示的丙烯酸和甲基丙烯酸以及式(II)所示的亚甲基丁二酸单体中的至少一种；

【技术特征摘要】
1.一种羧基和多肽修饰的AIE聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)将乳化剂溶于去离子水中，得到乳化剂水溶液，其中乳化剂的质量用量为去离子水质量用量的0.1％～10％；所述乳化剂选自下列至少一种：阴离子乳化剂、两性乳化剂和非离子乳化剂；(2)将AIE分子、奥氏熟化效应抑制剂和油溶性引发剂溶于羧基功能单体和疏水单体的混合液中，得到油相溶液，其中AIE分子质量用量为单体总质量的0.1％～30％；奥氏熟化效应抑制剂的质量用量为单体总质量的1％～12％；油溶性引发剂的质量用量为单体总质量0.05％～10％；羧基功能单体的质量用量为单体总质量用量的0.1％～20％；所述的单体总质量是指羧基功能单体和疏水单体的总质量；所述羧基功能单体为式(I)所示的丙烯酸和甲基丙烯酸以及式(II)所示的亚甲基丁二酸单体中的至少一种；式(I)中，R1为H或CH3所述的AIE分子选自下列AIE-1至AIE-42分子中的至少一种：AIE-7分子，其中R2＝H，R3＝N(C2H5)2所述奥氏熟化效应抑制剂选自下列至少一种：C14～C22的脂肪烃、C14～C22的脂肪醇；所述油溶性引发剂选自下列至少一种：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二苯甲酰、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二月桂酰；所述的疏水单体选自下列至少一种：苯乙烯、式(III)所示的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；式(III)中，R7为H或甲基；R8为C1～C5的烷基；(3)将按步骤(1)所制的乳化剂水溶液加至步骤(2)所制的油相溶液中，使油相溶液中的单体总质量为水溶液中水质量用量的1％～50％，经搅拌预乳化，得到粗乳液；将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,在25W～950W的功率下超声处理0.5min～60min，制得单体细乳液；通氮除氧，在40℃～90℃的温度下，在氮气保护下反应1h～48h，制得表面羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液，透析得到纯化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液；(4)将碳二亚胺缩合剂溶解在pH值在5.0～7.0范围内的酸性pH缓冲液中，配成质量分数在0.005％～10％范围内的碳二亚胺缩合剂缓冲溶液，再将其加入步骤(3)制得的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液中，其中碳二亚胺缩合剂的质量用量为羧基功能单体用量的50％～600％，活化1min～6h，制得活化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液；所述酸性pH缓冲液选自下列一种：磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、2-(N-吗啡啉)乙磺酸缓冲液、磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲液；所述碳二亚胺缩合剂选自N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二异丙基碳二亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐中的一种；(5)将ω-氨基马来酰亚胺溶解于pH值在7.0～9.0之间的碱性pH缓冲液中，ω-氨基马来酰亚胺的质量分数控制在0.01％～10％范围内；所述碱性pH缓冲液选自下列一种：三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、硼酸-硼砂缓冲液、磷酸缓冲盐溶液；所述ω-氨基马来酰亚胺选自式(IV)所示化合物中的一种：式(IV)中，R9为C1～C6的烷基；(6)将步骤(5)配置的ω-氨基马来酰亚胺溶液加至步骤(4)制得的活化的羧基修饰的AIE聚合物纳米粒子乳液中，使ω-氨基马来酰亚胺的质量用量为羧基功能单体质量用量的10％～1000％，用pH调节剂将乳液的pH值调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志海，梁小琴，齐琪，罗成林，姚俊，余棒，方星宇，胡亚新，秘一芳，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33