通過ATRP和“Click hemistry”制備功能性納米粒子.pdf

1、聚合物納米粒子由于其特殊的結構,且在生物醫(yī)學、電子材料、信息技術等眾多領域有著極其廣闊的應用前景,引起了人們濃厚的興趣。其中,熒光性高分子納米粒子已廣泛用在生物技術領域,如生物圖像、傳感器以及細胞標記等。目前,由于制備技術的限制而導致不容易制備粒徑為納米級、且單分散的聚合物納米粒子。因此,單分散聚合物納米粒子的制備及其制備技術已成為高分子科學、材料科學與技術領域的研究熱點之一。
　　 原子轉移自由基乳液聚合集乳液聚合和原子轉移自

2、由基聚合(ATRP)的優(yōu)點于一體,是制備單分散聚合物納米粒子的有效手段。點擊化學,是一種常用的有機合成工具。ATRP與點擊化學不僅都具有高效、高轉化率的優(yōu)點,而且共用同一種催化劑,二者結合能有效且便利地制備功能性聚合物納米粒子。
　　 本文主要研究原子轉移自由基乳液聚合以及原子轉移自由基聚合與點擊化學結合的方法制備幾種功能性聚合物納米粒子。
　　 1.以溴代甲氧基聚乙二醇(PEG-Br)為ATRP引發(fā)劑,苯乙烯和N-丁基

3、馬來酰亞胺(NBMI)為單體,聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯(Fween-20)為乳化劑,溴化亞銅／N,N,N,N,N-五甲基二亞乙基三胺(CuBr／PMDETA)為催化劑,運用原子轉移自由基乳液聚合法制備單分散的聚乙二醇單甲醚-b-聚(苯乙烯-alt-N-丁基馬來酰亞胺)納米粒子(PEG-b-P(St-alt-NBMI)),并用核磁共振氫譜(1H NMR)和紅外吸收光譜(FT-IR)對PEG-Br、NBMI以及共聚物的結構組成進行表征,用

4、透射電子顯微鏡(TEM)和光子相關光譜法(PCS)觀察了納米微球的形貌、粒徑大小及粒徑分布,用凝膠滲透色譜法(GPC)測定了聚合物的分子量；
　　 2.制備PEG修飾的熒光納米粒子。首先,N-苯基馬來酰亞胺(NPM)、少量炔丙基馬來酰亞胺(PM)和對氯甲基苯乙烯(VBC)以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,自由基聚合成P[(VBC-alt-NPM)-co-(VBC-alt-PM)](共聚物1):然后,將共聚物1中的氯官能團部分轉

5、化為疊氮,得共聚物2；最后共聚物2分子間點擊交聯(lián),炔基熒光素與共聚物2點擊反應以及甲基丙烯酸單聚乙二醇酯以共聚物2為引發(fā)劑的ATRP的“一鍋反應”制備PEG修飾的交聯(lián)熒光性納米粒子。通過FT-IR,1H NMR對聚合物的結構表征,用紫外光譜儀和熒光光譜儀研究了PEG修飾的熒光納米粒子的光性能,納米粒子的形貌、粒徑大小用TEM表征,并通過共聚焦激光掃描顯微鏡(CLSM)研究了3T3纖維細胞對PEG修飾的熒光納米粒子吞噬作用；
　　

6、 3.首先,以PEG-Br為大分子引發(fā)劑,Tween-20為乳化劑,CuBr為催化劑,PMDETA為配體,通過ATRP和點擊化學“一鍋反應”合成香豆素垂飾的共聚物PS-b-PEG。并通過FT-IR與1H NMR表征了其結構,用GPC研究了其分子量及其分布。然后,在上述條件下加入交聯(lián)劑二乙烯基苯(DVB),制備結構可控PEG包裹的交聯(lián)熒光納米粒子。用TEM和PCS觀察了納米粒子的形貌、粒徑大小及粒徑分布,其熱性能由熱重分析儀(TGA)表征