带有聚合物壳的纳米颗粒制造技术

本发明专利技术提供一种制备纳米颗粒的方法，所述的纳米颗粒具有附着于其上的至少一个聚合物壳，每种聚合物壳具有特选的性质。该方法包括将初始单体附着在纳米颗粒的表面；使初始单体附着于其上的纳米颗粒与过渡金属开环易位催化剂接触，以活化初始单体；以及使该纳米颗粒与一种或多种式Ｐ－Ｌ－Ｎ型的增殖单体在有效的条件下接触，以便该增殖单体聚合成一种或多种聚合物壳。在式Ｐ－Ｌ－Ｎ中，Ｎ是含环链烯烃的基团，Ｐ是使每种聚合物壳具有特选性质的部分，而Ｌ为化学键或连接物。本发明专利技术还提供由所述增殖单体的聚合而形成的聚合物。本发明专利技术进一步提供纳米颗粒、初始单体和式Ｐ－Ｌ－Ｎ的增殖单体，其中Ｐ具有选自氧化还原活性、光学活性、电活性和磁活性的性质，Ｌ和Ｎ的定义同上。本发明专利技术还提供式Ｂ－Ｌ－Ｎ的连接单体，其中Ｂ是专门与一种分析物连接的连接部分，而Ｌ和Ｎ的定义同上。最后，本发明专利技术提供检测或确定分析物数量的方法和试剂盒。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及其上具有聚合物壳的纳米颗粒，所述的聚合物壳赋予该纳米颗粒一种或多种特选的性质。本专利技术也涉及制备这种纳米颗粒的方法，该方法利用了过渡金属和具有特选性质的环链烯烃衍生物的开环易位聚合，优选降冰片烯的衍生物的开环易位聚合。该方法允许所述的聚合物脱离纳米颗粒的表面生长。本专利技术还涉及某些新颖的单体和聚合物及其制备方法，涉及用于检测或确定分析物数量的试剂盒。
技术介绍
近年来，对开发将纳米级结构单元组装成周期性的功能材料的方法有巨大的兴趣。见J.Clust.Sci.，8179(1997)中Storhoff等人的文章以及其中引用的文献，和JAm.Chem.Soc.，1207654(1998)中Brousseau等人的文章。这些方法既依赖于新颖的结构单元组合物，又依赖于组装策略。关于前者，现今既可以利用无机组合物也可以利用有机组合物。重要的是，这些结构单元中的一些可以以宏观数量和单分散状态接近。例如，存在各种方法，来制备直径范围为1-40纳米的单分散的CdS和CdSe颗粒样品(Murray et al，J.Am.Chem.Soc.，1158706(1993)；Weller，Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.，3241(1993)；Wang and Herron，J.Phys.Chem.，95525(1991))和金颗粒样品(Grabar et al，J.Anal.Chem.，67735(1995)；Frens，Nature Phys.Sci.，24120(1973)；Hayat，M.A.(ed)，Colloidal GoldPrinciples，Methods andApplications(Academic，San Diego，1991))。对这些定义明确的无机颗粒的研究，不仅导致了对量子禁阻效应的更好的理解，而且导致了新的有用的光谱方法(Freeman et al.，Science，2671629(1995)；Zhu rt al.，J.Am.Chem.Soc.，119235(1997))和检测技术(Mirkin et al.，Nature，382607(1996)；Elghanian etal.，Science，2771078(1997)；Storhoff et al.，J.Am.Chem.Soc.，1201959(1998))的开发。类似地，从对聚合物颗粒组合物的合成、表征和研究中，已经学到大量知识(Goodwin et al.，Colloid Polym.Sci.，525464(1974)；Goodwin et al.，Colloid Polym.Sci.，25761(1979)；Schmitt et al.，Adv.Mater.，961(1997)；José-Yacamán et al.，Appl.Phys.Lett.，7913(1969)；Olsen and Kafafi，J.Am.Chem.Sco.，1137758(1991)；Spatz et al.，Adv.Mater，8337(1996))。但是，对这种具有纳米尺寸(＜100纳米)的体系知之甚少。制备由纳米颗粒核和这种尺寸的有机聚合物壳组成的结构的合成方法的开发，将给出通往新的通用的杂合纳米颗粒结构单元的通道。重要的是，如果能够控制聚合物壳的组成和厚度，那么人们将史无前例地控制这些新材料的化学性质和物理性质。专利技术概述本专利技术提供一种制备纳米颗粒的方法，所述的纳米颗粒具有附着于其上的至少一种聚合物壳，每种聚合物壳均具有选定的性质。该方法包括使初始单体附着在纳米颗粒的表面上。然后，使初始单体附着于其上的纳米颗粒与过渡金属开环易位催化剂接触，以活化初始单体。还使该纳米颗粒与一种或多种式P-L-N的增殖单体于有效条件下接触，以便该单体聚合成一种或多种附着于该纳米颗粒上的聚合物壳。在式P-L-N中，N是含环链烯烃的基团，P是赋予每种聚合物壳以特选性质的部分，而L是一种化学键或连接物。本专利技术也提供所述的纳米颗粒、初始单体和增殖单体，在该增殖单体中，P是具有特选性质的部分，所述的特选性质选自氧化还原活性、光学活性、电子活性和磁活性。本专利技术进一步提供一种检测或确定分析物数量的方法，包括使本专利技术的一种纳米颗粒与推测含有所述分析物的样品接触，并检测或测量所述纳米颗粒的性质，以此来检测或确定该分析物的数量。本专利技术还提供检测或确定分析物数量的试剂盒，该试剂盒包括容纳本专利技术的纳米颗粒的容器。另外，本专利技术提供连接单体。所述的连接单体具有式N-L-B的结构，其中B是专门与分析物连接的连接部分，而N和L的定义同上。此外，本专利技术提供一种聚合物，该聚合物是由本专利技术的一种或多种增殖单体聚合而成的。当L包含连接部分B时，这些聚合物可以用于检测或确定分析物的数量。于是，本专利技术还提供一种检测或确定分析物数量的方法，包括使推测含有所述分析物的样品与该聚合物接触，并检测或测量该聚合物的性质，以此来检测或确定该分析物的数量。另外，本专利技术提供检测或确定分析物数量的试剂盒，该试剂盒包括容纳本专利技术的聚合物的容器，其中L包含连接部分B。最后，本专利技术提供一种检测或确定分析物数量的方法，包括使所述的分析物与本专利技术的一种连接单体接触，以使该连接单体连接到该分析物上。然后，加入本专利技术的一种增殖单体，以便该增殖单体聚合成附着于分析物上的聚合物。之后，检测或测量附着于分析物上的聚合物的性质，以此来检测或确定该分析物的数量。最终，本专利技术提供检测或确定分析物数量的试剂盒，该试剂盒包括容纳本专利技术的连接单体的容器，容纳本专利技术的增殖单体的容器，或二者都包括。附图简述附图说明图1制备具有嵌段共聚物壳的纳米颗粒的示意图。示出了化合物1、2、3和4的结构式。在结构式1中，Ph＝苯基，Cy＝环己基。图2A-H图2A-E示出的是下列金纳米颗粒(GNPs)的1H NMR谱图，即由1-癸硫醇和化合物2(δ7-0 ppm)3∶1的混合物功能化的GNPs(图2A)，由1-癸硫醇和化合物2(δ6.3-5.2ppm)3∶1的混合物功能化的GNPs(图2B)，经1当量化合物1处理之后的化合物2改性的GNPs(δ6.3-5.2ppm)(图2C)，将20当量的化合物3加到开环易位聚合(ROMP)而活化的GNPs之后的化合物2改性的GNPs(δ6.3-5.2ppm)(图2D)，和GNP-化合物3的聚合物-化合物4的聚合物杂合体(δ7-0ppm)(图2E)。图2F-H示出了GNP-化合物3的聚合物体系(图2F)、GNP-化合物3的聚合物-化合物4的聚合物杂合体(图2G)和化合物3的聚合物(图2H)的循环伏安图。所有的循环伏安法实验，均用金作为工作电极，用铂网作反电极，用银丝作参比电极。用二茂铁(双(环戊二烯基)铁)作为内参比物。图3A-B用化合物2功能化的GNPs(图3A)和GNP-化合物3的聚合物(图3B)的透射电子显微图(TEM)。图4含降冰片烯基的单体的结构图。图5A用GNP-化合物3的聚合物检测核酸(靶)的试验图。图5B用含降冰片烯基的荧光单体检测核酸(靶)的试验图。图6单体9(图A)和GNP-化合物9的聚合物(图B)的荧光发射-波长图。图7A-B聚合物-纳米颗粒杂合以产生纳米颗粒与聚合物的复合物的交联图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备纳米颗粒的方法，所述的纳米颗粒具有附着于其上的至少一个聚合物壳，包括：提供一种纳米颗粒；和将一种初始单体附着在所述的纳米颗粒上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查德A米尔金，桑宾T努延，
申请(专利权)人：内诺斯佩尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]