一种聚合物纳米颗粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚合物纳米颗粒的超声微反应器制备方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物纳米颗粒的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米颗粒合成领域，具体涉及一种聚合物纳米颗粒的制备方法
。

技术介绍

[0002]聚合物纳米颗粒的粒径小
、
比表面积大，在生物医药
、
环境
、
催化
、
电子以及航空领域有着广泛而且重要的用途
。
其中，在生物医药领域，聚合物纳米颗粒主要是用作纳米药物的载体
。
纳米药物是指以纳米材料为递送载体，载有核酸
、
小分子等药物活性成分的一类新型药物，具有高吸收利用率
、
靶向递送等特点，是肿瘤治疗及基因治疗的重要工具，被认为是下一代新型药物
。
[0003]具体地，聚合物纳米颗粒作为药物载体具有以下优点：
(1)
聚合物分子量大，作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间；
(2)
药物在聚合物颗粒内通过扩散或聚合物自身的降解达到缓释或可控释放的目的；
(3)
可以把一些具有靶向作用或控制药物释放的功能性组分通过化学键合的方式结合到聚合物颗粒表面；
(4)
如果选用可生物降解聚合物材料能避免药物释放后载体材料在人体器官组织内积聚，产生毒副作用
。
目前文献报道用于药物载体的聚合物颗粒大小通常在1‑
1000nm
之间，形态结构主要有微球和微囊两种
。
药物既可以通过物理包埋也可以通过化学键合的方式结合到聚合物纳米颗粒中
。
[0004]聚合物纳米颗粒的制备方法较为多样，其中以乳化
‑
溶剂蒸发法和纳米沉淀法最为常用
。
乳化
‑
溶剂蒸发法首先将聚合物溶解在可溶性的良性溶剂中，作为良溶液流体溶液，借助高速匀浆法或超声法或强力机械搅拌法或膜分散法，分散到含有表面活性剂的分散介质中，形成
O/W
型或双重乳液型的乳液液滴，获得粒径大小在
10
‑
1000nm
范围的聚合物纳米颗粒，然而这种制备方法获得的粒径分布较宽，表面活性剂的去除过程复杂，容易污染产品；纳米沉淀法因其制备工艺过程简单，产品质量高等优点，得到研究者们广泛使用
。
纳米沉淀法将聚合物溶解于有机溶剂中，通过与不良溶剂进行快速混合，在过饱和度的驱动下，使聚合物沉淀析出，再经过一系列处理后获得聚合物纳米颗粒
。
[0005]纳米颗粒的单分散性是衡量纳米颗粒质量优劣的重要标准
。
单分散颗粒就是指颗粒的大小
、
形状和化学组成完成一致的分散体系
。
然而，由于单分散颗粒制备过程复杂，需要的条件较为苛刻，因此绝对的单分散颗粒群是没有的，一般单分散是指形状和组成均一
、
且粒径分布非常窄的颗粒群
。
高度单分散颗粒形貌统一
、
大小一致
、
晶型一致，从而颗粒的整体性能趋于一致
。
为了制备高度均一分散的聚合物纳米颗粒，常常使用具有优异混合性能的微反应器和微射流等装置，使溶有聚合物前驱体的良溶剂和反溶剂的混合必须足够快，混合时间小于成核时间
。
然而，聚合物纳米颗粒粘度高，极易堵塞微小管道，且常规的被动式依靠复杂管道结构，操作弹性差，进一步加大堵塞的风险
。
要解决微反应器易堵塞
、
混合传质强化困难的问题，需要在微反应器内引入外加能量，以破坏和防止其堵塞，进一步强化其混合传质
。
由于超声具有穿透性好
、
能量密度高及安全可靠等优点，被广泛应用于过程强化
。
通过将超声能量引入微反应器中，集成为超声波微反应器，可以有效解决微反应器中的固体堵塞问题，并强化流体的混合与传质
。
[0006]因此，超声微反应器在纳米颗粒的制备领域具有广泛的应用前景，由于聚合物纳米颗粒的特殊性质和应用，如何获得一种单分散聚合物纳米颗粒也具有重要的研究意义
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，解决上述现有技术中存在的制备体系的混合效率不高，聚合物纳米颗粒产品平均粒径偏大
、
单分散性较差，系统易堵塞，操作弹性差，难以实现连续化放大生产的技术问题；本专利技术的目的在于提供一种聚合物纳米颗粒的超声微反应器制备方法，通过有机
‑
有机相互溶的纳米沉淀体系，更容易触发超声空化气泡的机械搅拌作用，使其具备瞬时混合性能，制备单分散聚合物纳米颗粒，拓展了聚合物纳米颗粒的制备体系，防堵塞且操作弹性高，能量利用率强，降低了其制备成本，易于实现产品的连续化长时间生产，具有广阔的应用前景
。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种聚合物纳米颗粒的制备方法，所述聚合物纳米颗粒为共聚物，嵌段共聚物或聚合物前药
。
[0009]一种聚合物纳米颗粒的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0010](1)
配置有机溶液：
[0011]反溶液流体：有机溶剂，或含有稳定剂的有机溶液；
[0012]良溶液流体：溶有聚合物前驱体的有机溶液，或者溶有聚合物前驱体和稳定剂的有机溶液，所述聚合物前驱体的质量浓度为
0.1
‑
20
％；
[0013](2)
超声混合：所述反溶液流体和含聚合物前驱体的良溶液流体同时输送至管式反应器中进行超声强化瞬时混合，输送至管道反应器的停留时间为
0.1s
‑
60s
，得到粗产品；
[0014](3)
溶剂去除：将所述粗产品去除有机溶剂得到聚合物纳米颗粒产品；
[0015]在上述方法中，将聚合物前驱体溶解在对于它而言溶解性优良的溶剂，即良溶液流体，然后把整个溶液加入一种对该聚合物而言溶解性差的溶液即反溶液流体，两种流体混合时产生局部过饱和，进而析出纳米颗粒，对析出的纳米颗粒去除表面的有机溶剂即获得聚合物纳米颗粒产品；流体混合时使用管式反应器并以超声强化混合，所述的管道在超声作用下生成了大量的空化气泡，这些空泡
(
和气泡群
)
发生剧烈的平移运动
、
表面振荡
、
碰撞撕裂及合并团聚，产生强烈的涡流和流场扰动，使每个空化气泡成为微型的搅拌子，显著强化管道中的液体混合，避免了管式反应器中的对流混合弱及易被固体堵塞的问题，同时在超声作用下有机
‑
有机相的流体体系中，超声波能量更易激发空化气泡，使空化气泡的剧烈运动和搅拌作用达到瞬时混合效果，生成的聚合物纳米颗粒更小
、
更均匀
。
[0016]在本专利技术中，反溶液流体指在有机溶剂或含有稳定剂的有机溶液中，聚合物前驱体溶解度小于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)
配置有机溶液：反溶液流体：有机溶剂，或含有稳定剂的有机溶液；良溶液流体：溶有聚合物前驱体的有机溶液或者溶有聚合物前驱体和稳定剂的有机溶液，所述聚合物前驱体的质量浓度为
0.1
‑
20
％；
(2)
超声混合：将所述反溶液流体和良溶液流体同时输送至管式反应器中进行超声强化瞬时混合，输送至管道反应器的停留时间为
0.1s
‑
60s
，得到粗产品；
(3)
溶剂去除：将所述粗产品去除有机溶剂，即得到聚合物纳米颗粒产品
。2.
根据权利要求1所述的一种聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述稳定剂的浓度为
0.01
～5％，优选为
0.03
‑3％
。3.
根据权利要求1或2所述的一种聚合物纳米颗粒的制备方法，所述稳定剂为甘露醇
、
聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的一种聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中所用的管式反应器为超声微反应器，所述超声微反应器以超声换能器为超声源，所述管式反应器通过胶粘
、
焊接
、
机械结构固定中的一种或多种方式与超声发生装置结合以将超声导入流体管道内
。5.
根据权利要求4所述的一种聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述流体管道水力学直径为
0.1mm
‑
50mm
，优选为
0.2
‑
10mm
；超声频率为
10kHz
‑
2000kHz
，优选为
20
‑
200kHz
；功率为
10W
‑
1000W
，优选为
20
‑
200W。6.
根据权利要求1所述的一种聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤
(2)
所用的所述反溶液流体与所述良溶液流体的总流量为
0.1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董正亚，朱晓晶，张杰，李志鹏，康文江，徐嘉鸿，
申请(专利权)人：墨格微流科技汕头有限公司，
类型：发明
国别省市：