[发明专利]在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法。

背景技术

分子自组装技术诞生于上世纪80年代，是指有机功能分子在金属或其它基底表面通过自发吸附而形成高度有序的自组装膜（Self-assembled Monolayers，SAMs），成为一种在分子水平上精确控制界面性质的理想方法。其中由有机硫族化合物在金属表面所形成的SAMs结合力较强，结构紧密且缺陷少，因而具有较高的热力学稳定性，在润滑、吸附、防腐、分子器件、电化学、生化传感器以及生物膜等领域中有着广泛的应用前景。在分子自组装技术发展的近30年里，研究学者更多地致力于制备无缺陷的SAMs，却忽略了对其不稳定性的开发与应用。在为数不多的报道中，Khlestkin等用硝氧基硫醇化合物（羧基封端的α-巯基丙酰甘氨酸等）作为配体与纳米金结合，具有对pH很好的响应性，能够作为生物探针应用于DNA检测中。

传统的药物制剂如片剂、胶囊及注射剂等，一直存在着给药后血药浓度起伏较大、药物作用缺乏靶向特异性等缺点，尤其是一些毒副作用较大的抗肿瘤类药物，需要智能载体材料来实现药物释放的信号控制，才能安全有效的靶向给药。pH-响应型给药体系是智能药物控制释放体系中的一种，它能够对病灶局部pH值的区别做出反应，在一定的pH范围内才释放出药物，达到定时定位地释放药物的效果。现有的pH敏感型给药载体多为含酸性基团的聚合物（如羧基），它们在酸性条件下是疏水性以减少药物的释放，在碱性条件下变为亲水性而释放出药物，适用于在肠道内释放药物。肿瘤细胞的代谢较快，导致局部pH比正常组织的要低（约6.0），因此需要只在酸性条件下释放药物的通用型控释体系。与此同时，结合纳米技术能够进一步增强给药体系的靶向性，提高抗肿瘤药物的疗效。目前pH响应型纳米载药体系主要有两种释放机制，即通过感应环境pH变化产生溶胀－退溶胀特性释药或通过载药体系的降解来实现药物的释放。

在金属表面组装硫缩醛类有机分子以及采用在金属纳米粒子表面固定pH响应膜的载药体系未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法。该方法制备的具有pH响应性的高分子膜与金属基片表面以化学配位键相结合，具有良好的稳定性，耐有机溶剂，室温条件下厚度不发生变化。该高分子膜在溶液pH值大于一临界值时无明显变化，而当溶液的pH值小于一定值时，该膜能够迅速从金属表面脱附，因此可作为靶向传输的载体材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在洁净的金属基片表面自组装具有通式1的端基α位含卤素的硫缩醛分子，得到自组装单分子层金属基片；

式中：R₁是烃基，或者是末端带羟基、羧基或甲氧基的烃基，R₂是烃基，X是卤素；

步骤二、将步骤一中所述自组装单分子层金属基片置于含催化剂的单体溶液中，在惰性气体保护下反应1h～48h，使自组装单分子层金属基片表面形成高分子膜；所述单体为苯乙烯和/或甲基丙烯酸酯类；所述单体溶液中单体的浓度为1μM～1mM；所述单体溶液的溶剂为正己烷、甲苯、甲醇、乙醇和水中的一种或几种；所述催化剂为联吡啶、五甲基二亚乙基三胺、氯化铜和抗坏血酸中的一种或几种；所述催化剂的摩尔量为单体摩尔量的1/15～1/5；

步骤三、将步骤二中表面形成高分子膜的金属基片用无水乙醇洗涤后用氮气吹干，得到表面具有pH响应性的高分子膜的金属基片。

上述的在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法，步骤一中所述端基α位含卤素的硫缩醛分子的制备方法为：

101、以具有通式2的化合物Ⅰ和具有通式3的化合物Ⅱ为原料，经取代反应制得具有通式4的化合物Ⅲ；

102、将101中所述具有通式4的化合物Ⅲ与具有通式5的化合物Ⅳ经加成反应制得具有通式1的化合物端基α位含卤素的硫缩醛分子；

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上述的在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法，101中所述化合物Ⅰ和化合物Ⅱ的摩尔比为1∶1.1。

上述的在金属表面制备具有pH响应性的高分子膜的方法，101中所述取代反应的反应溶剂为二氯甲烷，反应时间为12h～24h，反应温度为0℃～40℃。