一种多刺激响应荧光有机硅-聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备多刺激响应荧光有机硅

【技术实现步骤摘要】
一种多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种通过多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，具体涉及一种通过aza
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Michael加成制备的新型多刺激响应性荧光聚合物，属于智能材料、生物医药材料、功能高分子材料领域。

技术介绍

[0002]刺激响应性荧光聚合物受到外界环境刺激时其荧光性质随之发生显著变化，广泛应用于细胞示踪成像、生物标记、药物传送及分析检测等生物领域。通常制备方法是将共轭有机发色团修饰在刺激响应性聚合物上，这些发色团既包括传统的聚集诱导猝灭发色团也包括近年来热门研究的聚集诱导发光基团，但这些有机发色团往往具有难合成、疏水性、生物相容性及加工性能差等缺陷。
[0003]具有非传统发色团(羰基、叔氨基、酯基、酰胺基)簇集诱导发光的聚合物一般具有亲水性、无毒性、良好的生物相容性和加工性能, 已成为荧光聚合物的研究热点之一。聚(N
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异丙基丙烯酰胺)是广泛研究的温度响应性聚合物，但它具有明显的响应滞后性, 与蛋白质之间具有较强的氢键作用和吸附作用，水解后产生一定细胞毒性的低分子胺。因此，合成无毒性的基于非传统发色团的簇集诱导发光的多刺激响应聚合物具有重要的学术及应用价值。
[0004]聚硅氧烷及聚乙二醇都是无细胞毒性和良好生物相容性的高分子材料，但聚硅氧烷不具有刺激响应性，聚乙二醇虽然有温度响应性，但其相转变温度高于100 ℃，不适用于生物医药领域。引入疏水性基团可明显降低聚乙二醇的相转变温度，通过将聚硅氧烷与聚乙二醇按照一定的比例相结合，制备得到的多刺激响应性聚合物，兼具两者的优点，其相转变温度可在适用于人体温度的范围内进行调控。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新型制备多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的简单方法。是以端氨基硅油和丙烯酸聚乙二醇酯为反应单体，在有机溶剂中通过aza
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Michael加成聚合制得。本专利技术的操作简单，生产成本和能耗较低。通过本专利技术方法所得聚合物，无细胞毒性，不仅对温度、pH及CO2具有刺激响应性，并且具有簇集诱导发光性能，在药物的控释及细胞成像等领域应用前景广泛。
[0006]专利技术详述：1. 本专利技术的一种多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，技术方案如下：将端氨基硅油与丙烯酸聚乙二醇酯两种单体溶解在溶剂中，在室温下进行aza
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Michael加成反应，通过核磁共振检测产物中双键，直至双键特征峰完全消失；通过旋转蒸发仪除去溶剂，得到粘稠状油性液体产物，即多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚
物；所述丙烯酸聚乙二醇酯，选自下列之一：甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯；所述端氨基硅油与丙烯酸聚乙二醇酯两种单体，端氨基硅油中的氨基
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NH2与丙烯酸聚乙二醇酯中的碳碳双键C=C的摩尔比，为0.5~1.5﹕0.5~1.5；所述两种单体溶解在溶剂中，单体质量分数为10 %
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80 %；所述多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物，构造式如下：根据本专利技术，优选的，所述端氨基硅油，其分子量为250
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5000 Da.。
[0007]根据本专利技术，优选的，所述丙烯酸聚乙二醇酯，分子量为200
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2000 Da.。
[0008]根据本专利技术，优选的，所述溶剂，选自下列之一：乙醇、乙腈、三氯甲烷、二氯甲烷。
[0009]根据本专利技术，优选的，所述aza
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Michael加成反应，属无催化反应，反应时间1
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2天。
[0010]根据本专利技术，优选的，所述多刺激响应，包括温度响应性、pH响应性和CO2响应性。
[0011]根据本专利技术，优选的，所述荧光，为聚合物簇集诱导发光。
[0012]2. 如上所述的制备方法制得的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物用于细胞成像和药物控释的应用。
[0013]根据本专利技术，优选的，所述的用于细胞成像的应用，步骤如下：将Hela细胞加入质量分数为10%的胎牛血清的氨基酸葡萄糖培养基后，在体积分数5 %的 CO2、37
ꢀº
C环境中培养过夜；然后将细胞接种到激光共聚焦皿中，继续培养12 h；再将细胞用2 mg/mL制备的有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物培养30 min，接着用pH为7.4的PBS缓冲溶液洗涤三次。
[0014]根据本专利技术，优选的，所述的用于药物控释的应用，步骤如下：将0.2 g有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物及0.1 g培美曲塞溶解在2.0 mL N,N
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二甲基甲酰胺中，置于截留分子量为3000 Da的纤维素透析袋中，采用1000 mL去离子水透析2 h。
[0015]本专利技术的技术特点及优良效果：1. 本专利技术的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物，其技术特点是：采用aza
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Michael加成为聚合反应，该反应条件温和，不受其它功能基团干扰，无需催化，可在室温下进行。采用聚硅氧烷及聚乙二醇为聚合单体，均无细胞毒性，生物相容性高。本专利技术制备的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物对温度、pH及CO2具有刺激响应性，响应范围宽，响应灵敏度高，相转变过程快，对油溶性药物的增容与控释效果优异。本专利技术制备的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物具有较强的荧光，属于非传统的簇集诱导发光机理，细胞成像效果良好。
[0016]2.现有技术制备多刺激响应荧光聚合物时，步骤繁琐，条件苛刻，需将量子点、过渡金属纳米粒子或共轭有机发色团通过物理或化学作用连接到多刺激相应聚合物中，所加入的量子点及金属纳米粒子化学稳定性差，毒性高，加入的共轭发色团不仅易泄露、易发生聚集诱导猝灭，而且往往具有难合成、疏水性、生物相容性及加工性能差等缺陷。本专利技术制
备的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物无需额外加入任何发光团就具有较强的荧光，毒性低、生物相容性好。
[0017]3.现有技术制备的多刺激响应荧光聚合物，如聚N
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异丙基丙烯酰胺，往往具有明显的响应滞后性, 与蛋白质之间具有较强的氢键作用和吸附作用, 水解后产生一定细胞毒性的低分子胺等缺陷。本专利技术制备的有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物对温度、pH及CO2具有刺激响应性，响应范围宽，响应灵敏度高，相转变过程快。
[0018]4.本专利技术多响应性聚硅氧烷功能材料的制备是通过胺烯反应制得，可按预期的最低临界温度进行投料，在室温下及水溶液中进行，所用原料成本低，制备工艺简单、方法可靠、环境友好、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，步骤如下：将端氨基硅油与丙烯酸聚乙二醇酯两种单体溶解在溶剂中，在室温下进行aza
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Michael加成反应，通过核磁共振检测产物中双键，直至双键特征峰完全消失；通过旋转蒸发仪除去溶剂，得到粘稠状油性液体产物，即多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物；所述丙烯酸聚乙二醇酯，选自下列之一：甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯；所述端氨基硅油与丙烯酸聚乙二醇酯两种单体，端氨基硅油中的氨基
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NH2与丙烯酸聚乙二醇酯中的碳碳双键C=C的摩尔比，为0.5~1.5﹕0.5~1.5；所述两种单体溶解在溶剂中，单体质量分数为10 %
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80 %；所述多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物，构造式如下：如权利要求1所述的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，其特征在于所述端氨基硅油，其分子量为250
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5000 Da.。2.如权利要求1所述的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸聚乙二醇酯，分子量为200
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2000 Da.。3.如权利要求1所述的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述溶剂，选自下列之一：乙醇、乙腈、三氯甲烷、二氯甲烷。4.如权利要求1所述的多刺激响应荧光有机硅
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聚乙二醇嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述aza
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Michael加成反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李令奕，李树生，朱晓丽，孔祥正，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：