專利名稱：一種表面沉積抗菌納米銀的聚合物囊泡及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子納米生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域，具體涉及一種表面沉積抗菌納米銀的聚合物囊泡及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來通過自組裝技術(shù)制備聚合物囊泡越來越受到各國科學(xué)家的關(guān)注，由于組成囊泡的聚合物分子隨著外界的PH、溫度、電場、光等的條件的變化會發(fā)生相應(yīng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)或組成上的變化，因此也就賦予了聚合物囊泡許多優(yōu)異的性能，基于此聚合物囊泡在很多領(lǐng)域都具有很廣范的應(yīng)用前景，如藥物載藥、基因載體、生物礦化模板、微反應(yīng)器、生物支架寸。兩親性嵌段聚合物在水中可以進(jìn)行自組裝形成具有雙層膜囊泡，與脂質(zhì)體囊泡相比聚合物囊泡在機(jī)械性能方面具有很大程度的提高。由于囊泡的比表面積很大且具有一個空腔結(jié)構(gòu)，是理想的藥物載體，與膠束相比，其載藥量要大的多。健康是人們最為關(guān)注的話題之一，然而，細(xì)菌無處不在、無孔不入，它們的傳播和蔓延嚴(yán)重威脅著人類的健康。利用殺、抗菌材料來殺滅和抑制有害細(xì)菌的生長、繁殖是提高人類健康水平的一個重要手段。金屬離子殺滅、抑制細(xì)菌的活性由大到小的順序為Hg、Ag、Cu、Cd、Cr、Ni、Pd、Co、 Zn、狗。而其中的Hg、Cd、1 、和Cr等毒性較大，實際上用作金屬殺菌劑的金屬只有Ag、Cu 和Si。其中銀的殺菌能力最強(qiáng)，其殺菌能力是鋅的上千倍，因而目前研究最多的是含銀離子的抗菌劑，銀離子有破壞細(xì)菌、病毒的呼吸功能和分裂細(xì)胞的功能。銀的優(yōu)良抗菌特性使其具有成為抗菌材料的潛力。納米銀粒子的制備方法有許多種，包括氧化還原法、機(jī)械研磨法、化學(xué)沉積法、電鍍法、蒸鍍法以及等離子體氧化一還原循環(huán)法等。中國專利(專利號CN1843134A，
公開日
2006年10月11日)公開了一種納米銀涂膜劑的制備方法，該專利制備的半透明黃色粘稠液體，涂于傷口會起到抗菌殺菌的功效。中國專利(專利號CN101171929A，
公開日2008年 5月7日)制備了一種納米銀抗菌制劑，納米銀粒徑較小，不易團(tuán)聚，抗菌效果較好。上述制備的納米銀雖具有一定的抗菌抑菌效能，但其制備方法較為復(fù)雜，制備的納米銀試劑和涂膜成分復(fù)雜，使用不便，使用面也較窄。綜上所述，表面沉積納米銀的聚合物囊泡的研究具有重要意義，特別是在納米銀抗菌抑菌及囊泡的藥物載體方面具有明顯的優(yōu)勢，并且國內(nèi)還沒有相關(guān)專利發(fā)明出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表面沉積納米銀的聚合物囊泡及其制備方法，以囊泡為模板制備納米銀既可以發(fā)揮納米銀在抗菌抑菌方面的作用，同時聚合物囊泡在藥物載體方面的應(yīng)用也可以得以體現(xiàn)。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
3一種表面沉積納米銀的聚合物囊泡，所使用的聚合物為兩親性嵌段聚合物 PEO-力-P (DMAstat-tM)，納米銀以硝酸銀為銀源，在P (DMAstat-tM)所形成的聚合物膜上Ag+與PDMA上的氮元素發(fā)生配位作用及擴(kuò)散作用吸附，然后以硼氫化鈉為還原劑在囊泡膜上原位生成納米銀，所述聚合物囊泡的粒徑在70 150nm，納米銀的粒徑為2 SnmJX 積納米銀的囊泡的粒徑在80 ieOnm;其中兩親性嵌段共聚物與納米銀粒子的質(zhì)量比為 (24 97) 1。本發(fā)明提供的一種表面沉積納米銀的聚合物囊泡的制備方法，具體步驟如下 (1)大分子引發(fā)劑PEO-Br的合成
聚氧乙烯(PEO)與2-溴異丁酰溴以1: (1 3)的摩爾比加入到燒瓶中，加入100 250mL的溶劑，加入三乙胺，三乙胺與2-溴異丁酰溴的摩爾比為1 (1 2)，反應(yīng)進(jìn)行12 40h。過濾、萃取、洗滌、溶解、沉淀最后真空干燥得到大分子引發(fā)劑PEO-Br。(2) ATRP合成聚合物
大分子引發(fā)劑PEO-Br、配體PMDETA、催化劑溴化亞銅以1 :1 :(1 2)的摩爾比加入到圓底燒瓶中，加入單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMA)和丙烯酸叔丁酯(iBA)，PEO-Br、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯及丙烯酸叔丁酯的摩爾比為1: (20 30) (60 120)，隨后加入適量溶劑，在無氧無水的條件下反應(yīng)進(jìn)行8 36h，合成聚合物PEO-P (DMA-sia - ΒΑ)。(3)自組裝形成聚合物囊泡
以1 20mg/mL的濃度將聚合物PEO-P (DMAiΒΑ)溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中， 在攪拌條件下，以10 50d/min的速度滴加兩倍于DMF體積的蒸餾水，透析除去有機(jī)溶劑， 得到囊泡溶液。(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀
自組裝后得到的ΡΕΟ-ΡφΜΑι Μ- ΒΑ)囊泡的表面沉積納米銀，以硝酸銀為銀源，硼氫化鈉為還原劑，硝酸銀與硼氫化鈉的摩爾比為1: (1 30)，還原后得到淺黃色到棕色的溶液，即為所需產(chǎn)品。本發(fā)明中，步驟(1)中所述的聚氧乙烯PEO的分子量為1900 5000，步驟(2)中所述嵌段共聚物PEO-力-P (DMA-sia - ΒΑ)的分子量為8000 25000。本發(fā)明中，步驟(1)、(2)、(3)中使用的溶劑均為甲苯、二氯甲烷、四氫呋喃、甲醇、 丙酮、二甲亞砜、二甲基甲酰胺中的一至幾種。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是
(1)合成的嵌段聚合物為生物相容性的，其自組裝形成的囊泡可以應(yīng)用于人體并不會產(chǎn)生毒害作用，該聚合物囊泡具有溫度和PH雙重敏感性。(2)囊泡表面原位生成的納米銀不會發(fā)生團(tuán)聚，能穩(wěn)定存在。(3)制備方法簡單，適用范圍較廣。


圖1為實施例1聚合物PEO-力-P (DMA-sia - BA)的1H匪R譜圖。圖2為實施例1步驟⑷中沉積納米銀前后的囊泡粒徑變化圖示。圖3為實施例1沉積納米銀前后的囊泡紫外吸收情況。圖4為實施例1納米銀囊泡溶液的圖片。
圖5為負(fù)載納米銀顆粒的聚合物囊泡的透射電鏡照片。其中(a)為直徑130nm左右的囊泡，可以清楚的看到囊泡的空心結(jié)構(gòu)，囊泡膜上的黑點為納米銀，(b)為沉積納米銀的囊泡，(c)為直徑在120nm左右的囊泡，膜上的黑點為納米銀，(d)為直徑在120nm左右的囊泡，膜上的黑點為納米銀，可以清楚的看到囊泡的空腔結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式下面通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例1
(1)大分子引發(fā)劑PEO43-Br的合成
將IOg片狀的PEO和250mL甲苯共沸蒸餾除去其中多余的水分，體系的溫度降到室溫，換成冰水浴，可加入2mL三乙胺，1. 9mL2-溴異丁酰溴的甲苯溶液20mL，反應(yīng)進(jìn)行40h， 過濾，萃取，收集有機(jī)相，干燥，過濾，沉淀，抽濾，真空干燥，得到白色粉末狀大分子引發(fā)劑 PEO43-Br0(2) ATRP合成聚合物
0. 5g的大分子引發(fā)劑PEO43-Br, 0. 035g的催化劑溴化亞銅(CuBr)，0. 040g的配體 PMDETA, 1. 16g的單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMA)，3. 16g丙烯酸叔丁酯( ΒΑ)及2mL甲醇溶劑加入到50mL的圓底燒瓶中，無水無氧在氮氣或氬氣的保護(hù)條件下，進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，溫度60°C，進(jìn)行48h。獲得的聚合物旋蒸、過硅膠柱子、反復(fù)溶解旋蒸、泵抽，最后放真空烘箱Mh，得到嵌段聚合物PEO-力-P (OMAstat-tM)，該聚合物為淺黃色固體。圖 1 為聚合物 PEOi-P^MA-siai-iBA)的 1H NMR 譜圖。(3 )聚合物自組裝形成囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，配制20mg/mL的溶液，在攪拌的條件下以IOd/ min的速度向DMF溶液中滴加兩倍于DMF體積的去離子水，透析4 去除有機(jī)溶劑DMF，得到淺藍(lán)色溶液。(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀
聚合物囊泡溶液的濃度為1. 6mg/mL,攪拌情況下加入AgNO3溶液，銀離子與DMA的摩爾比為1:5，避光條件下攪拌30min，隨后加入1. Omg硼氫化鈉固體，避光攪拌，反應(yīng)18h，溶液呈棕黃色不變，無明顯的團(tuán)聚和沉淀現(xiàn)象，將溶液放入透析袋中透析48h，獲得表面沉積納米銀的囊泡溶液，該透析后的囊泡溶液呈現(xiàn)淺黃色，溶液澄清，長時間無團(tuán)聚現(xiàn)象。DLS (動態(tài)光散射)及TEM測試結(jié)果顯示囊泡的粒徑在120nm左右。圖3為沉積納米銀前后的囊泡紫外吸收情況，可以發(fā)現(xiàn)沉積納米銀后囊泡溶液在 400 nm波長處有很明顯的吸收峰，證明納米銀的存在。圖4為納米銀囊泡溶液的圖片。實施例2
(1)大分子引發(fā)劑PEO43-Br的合成
將IOg片狀的PEO和250mL甲苯共沸蒸餾除去其中多余的水分，體系的溫度降到室溫，換成冰水浴，可加入2mL三乙胺，1. 9mL2-溴異丁酰溴的甲苯溶液20mL，反應(yīng)進(jìn)行40h， 過濾，萃取，收集有機(jī)相，干燥，過濾，沉淀，抽濾，真空干燥，得到白色粉末狀大分子引發(fā)劑PEO43-Br。(2) ATRP合成聚合物
0. 5g的大分子引發(fā)劑PEO43-Br, 0. 035g的催化劑溴化亞銅(CuBr)，0. 040g的配體 PMDETA, 1. 16g的單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMA)，2. 06g丙烯酸叔丁酯( ΒΑ)及2mL甲醇溶劑加入到50mL的圓底燒瓶中，無水無氧在氮氣或氬氣的保護(hù)條件下，進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，溫度60°C，進(jìn)行48h。獲得的聚合物旋蒸、過硅膠柱子、反復(fù)溶解旋蒸、泵抽，最后放真空烘箱Mh，得到嵌段聚合物PEO-力-P (OMAstat-tM)，該聚合物為淺黃色固體，在室溫條件下較粘。( 3 )聚合物自組裝形成囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，配制10mg/mL的溶液，在攪拌的條件下以IOd/ min的速度向DMF溶液中滴加兩倍于DMF體積的去離子水，透析4 去除有機(jī)溶劑DMF，得到淺藍(lán)色溶液。(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀
聚合物囊泡溶液的濃度為1. 6mg/mL,攪拌情況下加入AgNO3溶液，銀離子與DMA的摩爾比為1 10，避光條件下攪拌30min，隨后加入2. Omg硼氫化鈉固體，避光攪拌，反應(yīng)18h，溶液呈棕黃色不變，無明顯的團(tuán)聚和沉淀現(xiàn)象，將溶液放入透析袋中透析48h，獲得表面沉積納米銀的囊泡溶液，該透析后的囊泡溶液呈現(xiàn)淺黃色。DLS (動態(tài)光散射)及TEM測試結(jié)果顯示囊泡的粒徑在120nm左右。實施例3
(1)大分子引發(fā)劑PEO45-Br的合成
將IOg片狀的PEO和250mL甲苯共沸蒸餾除去其中多余的水分，體系的溫度降到室溫，換成冰水浴，可加入2mL三乙胺，1. 0mL2-溴異丁酰溴的甲苯溶液20mL，反應(yīng)進(jìn)行40h， 過濾，萃取，收集有機(jī)相，干燥，過濾，沉淀，抽濾，真空干燥，得到白色粉末狀大分子引發(fā)劑 PEO43-Br0(2) ATRP合成聚合物
0. 5g的大分子引發(fā)劑PEO43-Br, 0. 035g的催化劑溴化亞銅(CuBr)，0. 040g的配體 PMDETA, 0. 86g的單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMA)，3. 56g丙烯酸叔丁酯( ΒΑ)及2mL 甲醇溶劑加入到50mL的圓底燒瓶中，無水無氧在氮氣或氬氣的保護(hù)條件下，進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，溫度60°C，進(jìn)行48h。獲得的聚合物旋蒸、過硅膠柱子、反復(fù)溶解旋蒸、 泵抽，最后放真空烘箱Mh，得到嵌段聚合物PEO43-力-P (OMAstat-tM)，該淺黃色聚合物較粘。( 3 )聚合物自組裝形成囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，配制8mg/mL的溶液，在攪拌的條件下以5d/min 的速度向DMF溶液中滴加兩倍于DMF體積的去離子水，透析4 去除有機(jī)溶劑DMF，得到淺藍(lán)色溶液。(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀
聚合物囊泡溶液的濃度為1. Omg/mL,攪拌情況下加入AgNO3溶液，銀離子與DMA的摩爾比為1 20，避光條件下攪拌30min，隨后加入3. Omg硼氫化鈉固體，避光攪拌，反應(yīng)18h，溶液呈棕黃色不變，無明顯的團(tuán)聚和沉淀現(xiàn)象，將溶液放入透析袋中透析48h，獲得表面沉積納
6米銀的囊泡溶液，該囊泡呈現(xiàn)淺黃色，無團(tuán)聚。DLS (動態(tài)光散射)及TEM測試結(jié)果顯示囊泡的粒徑在120nm左右。實施例4
(1)大分子引發(fā)劑PEO45-Br的合成
將IOg片狀的PEO和250mL甲苯共沸蒸餾除去其中多余的水分，體系的溫度降到室溫，換成冰水浴，可加入2mL三乙胺，1. 0mL2-溴異丁酰溴的甲苯溶液20mL，反應(yīng)進(jìn)行40h， 過濾，萃取，收集有機(jī)相，干燥，過濾，沉淀，抽濾，真空干燥，得到白色粉末狀大分子引發(fā)劑 PEO43-Br0(2) ATRP合成聚合物
l.Og的大分子引發(fā)劑PEO43-Br,0. 70g的催化劑溴化亞銅(CuBr)，0. 080g的配體 PMDETA, 2. 32g的單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMA)，6. 32g丙烯酸叔丁酯( ΒΑ)及4mL甲醇溶劑加入到50mL的圓底燒瓶中，無水無氧在氮氣或氬氣的保護(hù)條件下，進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，溫度60°C，進(jìn)行48h。獲得的聚合物旋蒸、過硅膠柱子、反復(fù)溶解旋蒸、泵抽，最后放真空烘箱Mh，得到嵌段聚合物PEO43-力-P (DMAstat-tM)。( 3 )聚合物自組裝形成囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中，配制20mg/mL的溶液，在攪拌的條件下以IOd/ min的速度向DMF溶液中滴加兩倍于DMF體積的去離子水，透析4 去除有機(jī)溶劑DMF，得到淺藍(lán)色溶液。(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀
聚合物囊泡溶液的濃度為1. 8mg/mL,攪拌情況下加入AgNO3溶液，銀離子與DMA的摩爾比為1 15，避光條件下攪拌30min，隨后加入1. 5mg硼氫化鈉固體，避光攪拌，反應(yīng)18h，溶液呈棕黃色不變，無明顯的團(tuán)聚和沉淀現(xiàn)象，將溶液放入透析袋中透析48h，獲得表面沉積納米銀的囊泡溶液。DLS (動態(tài)光散射)及TEM測試結(jié)果顯示囊泡的粒徑在120nm左右。實施例2-4中獲得的聚合物囊泡與實施例1具有類似的性能。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面沉積納米銀的聚合物囊泡，其特征在于所使用的聚合物為兩親性嵌段聚合物PEO-P (DMAstat-tM)，納米銀以硝酸銀為銀源，在P (DMAstat-tM)所形成的聚合物膜上Ag+與PDMA上的氮元素發(fā)生配位作用及擴(kuò)散作用吸附，然后以硼氫化鈉為還原劑在囊泡膜上原位生成納米銀；沉積銀前囊泡的粒徑在70 150nm，沉積納米銀的囊泡的粒徑在 80 160nm，納米銀的粒徑為2 8nm;其中兩親性嵌段共聚物與納米銀粒子的質(zhì)量比為 (24 97) 1。
2.一種如權(quán)利要求1所述的表面沉積納米銀的聚合物囊泡的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)大分子引發(fā)劑PEO-Br的合成聚氧乙烯與2-溴異丁酰溴以1: (1 3)的摩爾比加入到燒瓶中，加入100 250mL的溶劑，加入三乙胺，三乙胺與2-溴異丁酰溴的摩爾比為1: (1 2)，反應(yīng)進(jìn)行12 40h ； 過濾、萃取、洗滌、溶解、沉淀最后真空干燥得到大分子引發(fā)劑PEO-Br ；(2)ATRP合成聚合物大分子引發(fā)劑PEO-Br、配體PMDETA、催化劑溴化亞銅以1 :1 :(1 2)的摩爾比加入到圓底燒瓶中，加入單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和丙烯酸叔丁酯，PEO-Br、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯及丙烯酸叔丁酯的摩爾比為1: (20 30) (60 120)，隨后加入適量溶劑，在無氧無水的條件下反應(yīng)進(jìn)行8 36h，合成聚合物PEO-P (DMA-sia - ΒΑ)；(3)自組裝形成聚合物囊泡以1 20mg/mL的濃度將聚合物PEO-P(DMAiiai-iBA)溶解在二甲基甲酰胺中，在攪拌條件下，以10 50d/min的速度滴加兩倍于DMF體積的蒸餾水，透析除去有機(jī)溶劑，得到囊泡溶液；(4)聚合物囊泡表面沉積納米銀自組裝后得到的PEO-P(DMAitei-iBA)囊泡的表面沉積納米銀，以硝酸銀為銀源，硼氫化鈉為還原劑，硝酸銀與硼氫化鈉的摩爾比為1 (1 30)，還原后得到淺黃色到棕色的溶液，即為所需產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的聚氧乙烯PEO的分子量為1900 5000，步驟(2)中所述的嵌段共聚物PEO-P(DMA-Wai-iBA)的分子量為 8000 25000。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(1)、(2)、(3)中使用的溶劑均為甲苯、二氯甲烷、四氫呋喃、甲醇、丙酮、二甲亞砜或二甲基甲酰胺中的一至多種。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子納米生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域，具體涉及一種表面沉積抗菌納米銀的聚合物囊泡及其制備方法。兩親性嵌段聚合物通過共溶劑法自組裝形成囊泡，隨后在囊泡的表面原位生成納米銀。該囊泡具有生物相容性且具有一定的溫度及pH敏感性，囊泡的空腔結(jié)構(gòu)可以包裹多種藥物，同時納米銀的存在又使得囊泡具有了殺菌抑菌的療效。
文檔編號A61K47/32GK102432974SQ20111025943
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者杜建忠, 路航 申請人:同濟(jì)大學(xué)