[发明专利]基于壳层纯溶剂同轴电喷制备尺寸小于100nm的聚合物颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种基于壳层纯溶剂同轴电喷制备尺寸小于100nm的聚合物颗粒的方法，该方法以易挥发的纯溶剂为壳层溶液，以一定浓度的聚合物溶液为核层溶液，采用同轴电喷技术产生具有核壳结构的带电液滴，液滴壳层为纯溶剂，核层为聚合物，带电液滴从喷头飞向收集板的过程中，壳层纯溶剂的快速挥发不会使液滴表面固化成壳，而且壳层纯溶剂使核层溶剂较慢的挥发，聚合物链段随着溶剂的挥发而收缩，最终，核壳结构的液滴收缩为尺寸小于100nm的聚合物颗粒。本发明的方法克服了现有技术的缺陷，产物尺寸小，方法可靠、稳定。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种静电喷雾制备聚合物颗粒的方法，尤其涉及一种基于壳层纯溶剂同轴电喷制备尺寸小于100nm的聚合物颗粒的方法。

背景技术

随着纳米科技的发展，静电喷雾技术引起了研究者越来越多的关注。静电喷雾的基本原理是在高压电场的作用下，电荷的排斥力大于液体的表面张力，溶液从喷头射出，在空中分裂成带电液滴，带电液滴经溶剂挥发固化形成小球。静电喷雾的装置主要由四部分组成：注射泵、喷头、高压电源、接收板。同轴静电喷雾能够简单高效地制备具有核壳结构的聚合物微球。与传统自组装制备药物载体的方法相比，静电喷雾具有其独到的优势。比如，静电喷雾法既能包载亲水药物也能包载疏水药物、能够有效地控制电喷颗粒的粒径、具有较好的重复性，适合大规模制备聚合物颗粒、构建核壳结构载体更加简单，不需要合成两亲性嵌段聚合物。但是，用传统的静电喷雾法制备载体也具有局限性。比如，静电喷雾法制备的聚合物颗粒尺寸一般都在微米级或亚微米级。而只有尺寸在100nm左右的载体颗粒才能通过EPR效应富集的肿瘤组织部位，微米级或亚微米级的载体颗粒会被巨噬细胞很快的清除。目前的报道中，通过静电喷雾法制备的PCL颗粒(聚己内酯)的尺寸为0.3～20um,制备的PLA颗粒(聚乳酸)的尺寸为3.7～19um。鲜有通过静电喷雾法一步制备尺寸小于100nm的PCL、PLA的报道。

通过改变电喷参数可以制备不同尺寸的聚合物颗粒。比如通过降低溶液浓度、降低进样速度、升高电压等均可以使电喷颗粒的粒径减小。但是，上述方法只能在一定范围内使粒径减小，很难使电喷颗粒的粒径下探到100nm以下。并且进样速度太低或电压太高会使电喷不稳定。目前已有很多关于电喷液滴尺寸与电喷参数之间关系的半经验性公式。随后通过如下公式推算电喷颗粒的尺寸：

其中d_p指电喷颗粒粒径，ρ_s、ρ_p分别是溶剂和聚合物的密度，w是聚合物的质量分数，d是液滴的原始粒径。

这些研究专注于带电液滴的形成与尺寸，忽视了带电液滴通过溶剂挥发固化形成电喷颗粒的过程。上述公式成立的前提是，带电液滴的尺寸会随着溶剂的挥发而减小。但是，在电喷过程中，带电液滴表面溶剂快速挥发会使其表面快速固化，因此其尺寸无法随着溶剂的挥发进一步减小。所以会产生结构疏松甚至是中空的微球，这是电喷颗粒尺寸无法进一步减小的一个重要原因。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于壳层纯溶剂同轴电喷制备尺寸小于100nm的聚合物颗粒的方法。

本发明所采用的技术方案如下：

称取聚合物将其溶解在易挥发性溶剂中，搅拌至完全溶解，得到核层溶液；将纯的上述易挥发溶剂作为壳层溶液；采用同轴电喷装置，通过两台独立的注射泵将壳层溶液和核层溶液进样到喷头，调节高压电源电压使喷头底部形成稳定的泰勒锥，制备纳米颗粒。

上述技术方案中，优选的，所述的聚合物为PCL、PLA或PLGA等聚酯类聚合物。

优选的，所述的聚合物的分子量为10000～20000。

优选的，所述的易挥发性溶剂为TFE(三氟乙醇)、DCM(二氯甲烷)或三氯甲烷等。

优选的，所述的核层溶液的浓度范围为2％～0.5％(W/V)。