【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了传感材料，尤其是涉及一种用于葡萄糖传感器的外层膜材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚合物外层膜在葡萄糖传感器中起着非常必要的作用，因为它们可以降低界面到传感器之间的扩散同时可以平衡葡萄糖含量和氧气的扩散来达到一个合适的葡萄糖响应。该类材料通常要求材料坚韧，化学惰性高并且在严苛的环境下具有较好的生物相容性。目前报道的体系有nafion，peg以及水凝胶等。nafion被作为cgm(连续血糖监测)外层膜应用到实验犬的血糖检测中，但在植入十天后外层膜碎裂(moussy et al.int.j.artif.organs1994,17,88)。通常来讲，外层膜要求具有优异的透葡萄糖分子以及透氧气的性能，同时还要抑制抗干扰分子主要有ua(尿酸)，aa(抗坏血酸)以及ap(对乙酰氨基酚)透过率。聚氨酯指的是在其分子链结构中含有较多重复氨基甲酸酯基团的一类聚合物。由于合成原料不同，其分子链结构中通常还含有酯基、醚键、脲基等基团。它主要由异氰酸酯和含有活泼氢的低聚物多元醇以及小分子二醇或二胺类扩链剂，通过亲电加成聚合反应制得，是典型的多嵌段共聚物，其具有耐磨性好、硬度范围宽、强度高、伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐低温性能以及良好的柔弹性等优点。这些优异的性能使得聚氨酯材料被广泛应用于柔性电子器件、生物医疗设备、鞋材、电缆、服装、汽车、管材、薄膜和片材等诸多领域。
2、中国专利申请201110285811.7公开了一种新的可植入人体的生物酶传感器及其制作方法，将多异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇和聚二甲基硅氧烷
3、目前，聚氨酯产品在生物材料的应用上面还有着很多的挑战，例如对一些生物物质的反应灵敏度以及抗干扰能力和生物相容性等。
4、聚氨酯大分子链主要由柔顺性较好的软段和刚性较强的硬段两部分组成。其中柔性软段的原料为低聚物二元醇，刚性硬段的原料为二异氰酸酯及小分子二醇类扩链剂。柔性软段在弹性体材料分子链结构中处于高弹态，赋予了弹性体材料良好的弹性、韧性及低温柔顺性。刚性硬段在弹性体材料分子链结构中通常处于晶态或半晶态，赋予了弹性体材料较高的硬度、强度，及高温性能。弹性体材料的软段极性基团和硬段的极性基团间，以及硬段极性基团之间可以形成氢键，从而在弹性体材料大分子链间形成物理交联。另外，由于硬段极性较强导致硬段之间易于聚集，使得硬段与软段之间现出热力学上不相容的现象，称为微观相分离。良好的微相分离可以使分布于软段相中的硬段相起到物理交联点的作用，对提高弹性体材料的力学性能有利。
5、对于聚氨酯在cgm生物传感器外膜上的应用，还有很多拓展空间。目前来说，聚氨酯作为cgm生物传感器外膜，其在灵敏度方面的测试即外膜对葡糖糖的透过情况、抗干扰能力的测试和生物相容性等方面的研究都还有很大空间。因此，本专利技术使用聚长碳链多元醇和聚硅氧烷两种软段，并且通过调整它们之间的比例、改进合成方法优化和提高性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于葡萄糖传感器的外层膜材料及其制备方法，通过分子设计构建多组分结构以及调控软硬段之间比例，使得材料在拉伸强度、葡萄糖透过率、抗干扰能力方面都得到了很好的效果，能够能很好的应用到cgm生物传感器外膜上面。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种用于葡萄糖传感器的外层膜材料，由多种单体聚合而成，所述单体包括聚长碳链多元醇、多异氰酸酯和聚硅氧烷，其中，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.1-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.1-0.6：0.5-0.9。本专利技术中，聚长碳链多元醇和聚硅氧烷为软段，多异氰酸酯为封端的硬段部分。
4、优选地，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.17-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.17-0.6：0.5-0.8。
5、进一步优选地，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.6、2:0.2、2:0.17或2:0.5，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.6:0.8、0.2:0.8、0.17:0.8或0.5:0.5。
6、最优选地，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.6或2:0.5，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.6:0.8或0.5:0.5。
7、优选地，所述聚长碳链多元醇为聚1,6-己二醇(phmo)、聚1,7-庚二醇、聚1,8-辛二醇中的至少一种，优选为聚1,6-己二醇。
8、优选地，所述phmo的单体分子量为1000-3529g/mol。
9、作为本专利技术的一个优选实施例，所述phmo由以下步骤制备：
10、(1)将1,6-己二醇加热至100℃抽真空，1h后降温至50℃；
11、(2)和浓h2so4反应得反应物，反应条件为温度150-200℃，反应3-7h；
12、(3)反应物经后处理得phmo。
13、进一步优选地，步骤(2)中，反应条件为170℃，反应5h。
14、优选地，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、己二异氰酸酯(hdi)、甲基环己基二异氰酸酯(htdi)、苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)中的至少一种，进一步优选为hmdi。
15、优选地，所述聚硅氧烷选自氨基封端的聚二甲基硅氧烷(pdms)、羟丙基封端的聚二甲基硅氧烷以及巯丙基封端的聚二甲基硅氧烷中的一种或两种，其数均分子量优选为500-10000g/mol。
16、另一方面，本专利技术提供上述用于葡萄糖传感器的外层膜材料的制备方法，包括以下步骤：
17、s1、预聚体的合成：聚长碳链多元醇溶于良溶剂，与多异氰酸酯、催化剂在惰性气氛下反应，得到预聚体；
18、s2、聚合物的合成：步骤s1所得预聚体溶于良溶剂，与聚硅氧烷聚合，得到聚合物；
19、s3、聚合物的扩链：步骤s2所得预聚物和扩链剂在保护气氛下反应，得到粘稠溶液；
20、s4、步骤s3得到的粘稠溶液挥发溶剂，得所述外层膜材料。
21、优选地，步骤s1中，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、三乙胺、n,n-二甲基环己胺、n,n’-二甲基吡啶以及三乙醇胺中的至少一种。
22、优选地，步骤s1中，所述良溶剂为四氢呋喃、丙酮、n,n二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、氯仿、二氯甲烷中的至少一种。
23、优选地，步骤s1中，所述反应条件为：65-85℃下预聚2-3小时。
24、本专利技术中，惰性气氛是指氦本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，由多种单体聚合而成，所述单体包括聚长碳链多元醇、多异氰酸酯和聚硅氧烷，其中，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.1-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.1-0.6：0.5-0.9。
2.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.17-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.17-0.6：0.5-0.8。
3.根据权利要求2所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.6、2:0.2、2:0.17或2:0.5，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.6:0.8、0.2:0.8、0.17:0.8或0.5:0.5。
4.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述聚长碳链多元醇为聚1,6-己二醇、聚1,7-庚二醇、聚1,8-辛二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层
6.根据权利要求5所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所聚1,6-己二醇的单体分子量为1000-3529g/mol。
7.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述聚硅氧烷选自氨基封端的聚二甲基硅氧烷、羟丙基封端的聚二甲基硅氧烷以及巯丙基封端的聚二甲基硅氧烷中的一种或两种，数均分子量为500-10000g/mol。
9.权利要求1-8任一项所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，由多种单体聚合而成，所述单体包括聚长碳链多元醇、多异氰酸酯和聚硅氧烷，其中，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.1-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.1-0.6：0.5-0.9。
2.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.17-0.6，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.17-0.6：0.5-0.8。
3.根据权利要求2所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述多异氰酸酯和聚长碳链多元醇的当量摩尔比为2:0.6、2:0.2、2:0.17或2:0.5，所述聚长碳链多元醇和聚硅氧烷的当量摩尔比为0.6:0.8、0.2:0.8、0.17:0.8或0.5:0.5。
4.根据权利要求1所述的用于葡萄糖传感器的外层膜材料，其特征在于，所述聚长碳链多元醇为聚1,6-己二醇、聚1,7-庚二醇、聚1,8-辛...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佳，秦玉，段元芬，何梓轩，戴震，
申请(专利权)人：南京晶捷生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。