[发明专利]一种四重响应性纳米复合物的制备及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及了一种对近红外光、温度、pH和还原四重响应性纳米复合物的制备及其应用。

背景技术

近年来，各种各样的纳米载体用于控制释放取得了长足的发展，尤其是介孔二氧化硅。以介孔二氧化硅为载体用于客体分子的释放具有生物相容性好、表面易于修饰、装载量大等优点，但是单纯的介孔二氧化硅材料无法满足客体分子释放的可控性要求，以及存在装载客体分子提前泄露的问题。

另外，目前用于控制释放的纳米载体大多数都是单响应的，如对pH，温度，光，还原剂等敏感，而面对复杂多变的环境，单一刺激响应的纳米载体，已经无法满足现实需要，限制了其应用，而多重刺激响应的纳米载体能够更好、更多的发挥控制释放的作用。

刺激响应性的纳米复合物在药物的控制释放领域中有很好的应用。由于生物体内复杂的环境，pH刺激响应的纳米载体已经得到了广泛地研究。二硫键是一个维持蛋白质三维网格结构重要的共价键，当还原剂(谷胱甘肽或者二硫苏糖醇)存在时能发生降解，一般情况下癌细胞呈现出还原性，所以用二硫键作为连结剂得到大量研究。相对来说，近红外光响应的纳米载体报道的比较少，因其很好的时空性，生物相容性从而可以更精确的实现药物控制释放。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有近红外光、温度、pH和还原响应的四重响应性的纳米复合物的制备方法及应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种四重响应性纳米复合物，所述纳米复合物是以还原断裂的二硫键作为连接点，通过原子转移自由基聚合反应在还原氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合物表面聚合甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。

四重响应性纳米复合物的优选技术方案为，所述纳米复合物是以还原氧化石墨烯镶嵌进介孔二氧化硅中形成具有三明治结构的纳米载体rGO@mSiO₂，以还原断裂的双二硫醚作为rGO@mSiO2和温度、pH敏感的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)之间的连结剂，得到具有四重响应的聚合物包裹rGO@mSiO₂的纳米复合物。

四重响应性纳米复合物的优选技术方案为，所述四重响应的聚合物包裹rGO@mSiO₂的纳米复合物具有如下结构式：

四重响应性纳米复合物的优选技术方案为，所述还原氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合物是将氧化石墨烯在碱水中还原，以十六烷基三甲基溴化铵为模板，通过正硅酸乙酯的水解形成化石墨烯-介孔二氧化硅复合物。

本发明还涉及此四重响应性纳米复合物的制备方法，具体步骤如下：

1)制备还原氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合物：将40～60毫克氧化石墨烯在500～700W功率的超声机中超声2～3h进行打碎；破碎的氧化石墨烯分散在pH＝11～12的碱水中，75～85℃油浴搅拌12h进行还原，然后加入1.5～2.0克的十六烷基三甲基溴化铵并调节pH＝11.8～12搅拌30分钟，最后加入850～900微升正硅酸乙酯在75～85℃油浴继续搅拌24h，离心后即得到还原氧化石墨烯-介孔二氧化硅复合物；

2)复合物的表面功能化：将步骤1)得到的230～270毫克复合物分散到甲苯中，在75～85℃油浴下搅拌30分钟，然后滴加2～3毫升异氰酸丙基三乙氧基硅烷回流24小时，离心、清洗、真空干燥；将得到的产物分散到25～30毫升N,N-二甲基甲酰胺中，然后滴加双(2-羟基乙基)二硫醚，在75～85℃下油浴搅拌24～36小时，离心、清洗、真空干燥；将上述产物重新分散到20毫升无水四氢呋喃中，冰浴，待温度冷却到0℃时，加入0.8～0.9毫升的三乙胺和2-溴-2-甲基丙酰溴，0℃反应2～3小时后，再转移到室温下反应24～36小时，其中异氰酸丙基三乙氧基硅烷、双(2-羟基乙基)二硫醚和2-溴-2-甲基丙酰溴的摩尔比为1:1:1～2；

3)去除模板：将步骤2得到的产物重新分散到0.6wt％硝酸铵的乙醇溶液中，70～80℃回流2～3小时，重复此步骤3次后离心、清洗、真空干燥后备用；