[发明专利]一种核壳型聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种核壳型聚合物微球，该核壳型聚合物微球通过以下步骤制备：首先对嘌呤和嘧啶进行改性，使其枝接上含有可发生聚合的双键，后将改性嘌呤与含有双键的可聚合的油溶性单体通过乳液聚合生成种子乳液，后将种子乳液和改性嘧啶进行反应即生成核壳型聚合物微球。本发明的核壳型聚合物微球，可以利用核壳微球表面碱基对之间的特异性识别，使成为了纳米尺度下组装的有力武器，在聚合物材料开发领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种核壳型聚合物微球及其制备方法。

背景技术

DNA纳米技术在过去的30年里取得了巨大的发展。脱氧核糖核酸(DNA)不仅是遗传信息载体，而且还是可编程纳米级组装的优良材料，被用于材料科学、纳米技术和生物学。在有利的环境下，DNA单链可以按照Watson-Crick碱基配对规则自发地自组装成二级甚至更高的有序结构，从而使DNA成为制备具有精确设计的分子结构的功能性材料。

近年来，具有核壳结构的聚合物微球由于其独特的形态、性能和广泛的应用前景，在材料、化学等前沿领域涌现了许多研究成果。核壳微球通常由一系列不同类型单体的乳液聚合、分散聚合或沉淀聚合制备，步骤繁琐且耗时。受到DNA碱基配对作用的启发，设想将这种配对作用引入到聚合物核壳微球的制备过程，实现含有碱基A(T)的核层与含有碱基T(A)的壳层表面自组装，形成一种新的核壳微球制备方法。

发明内容

本发明利用改性后DNA碱基作为反应单体，提出了一种新的聚合物核壳微球制备方法。

本发明的技术方案如下：一种制备核壳型聚合物微球的方法，包括以下步骤：

第一步：嘌呤的改性合成

将等摩尔量的嘌呤和碳酸钾加入溶剂中，其中，每10ml溶剂中加入1g嘌呤，后于80℃条件下反应1h，后滴加与嘌呤等摩尔量的5-溴-1-戊烯，反应24h后将反应液冷却至室温，过滤、提纯即得改性嘌呤，所述嘌呤为鸟嘌呤和腺嘌呤中的一种；

第二步：嘧啶的改性合成

将等摩尔量的嘧啶和碳酸钾溶剂中，每10ml溶剂中加入1g嘧啶，后置于80℃条件下反应1h；后缓慢滴加与所述嘧啶等摩尔量的5-溴-1-戊烯，反应24h后将反应液冷却至室温，过滤、提纯即得改性嘧啶，所述嘧啶为胸腺嘧啶和胞嘧啶中的一种；

第二步：种子乳液的合成

称取十二烷基苯磺酸钠和水置于反应器中，升温至60-80℃后在反应器中加入含有双键的可聚合的油溶性单体和油溶性引发剂在700rpm下乳化30min，期间保持N₂吹扫；滴加质量浓度为5-20％的改性嘌呤水溶液于前述反应器中，在60-80℃的温度反应8-10h后即得种子乳液；其中，含有双键的可聚合的油溶性单体和改性嘌呤的质量和为种子乳液总质量的15-25％，十二烷基苯磺酸钠和油溶性引发剂的质量均为含有双键的可聚合的油溶性单体和改性嘌呤的质量和的0.5-1.2wt％，余量为水；所述改性嘌呤的质量为含有双键的可聚合的油溶性单体和改性嘌呤质量和的2.5-25％；

第四步：核壳微球的合成

取S3制备的种子乳液，通氮除氧30min后升温至70℃；加入水溶性引发剂、改性嘧啶，继续反应4h，即得核壳微球乳液；其中，改性嘧啶和种子乳液的质量比为1-4:80。

本发明的另一个目的是提供一种聚合物核壳微球，可以利用核壳微球表面碱基对之间的特异性识别，使成为了纳米尺度下组装的有力武器，在聚合物材料开发领域具有良好的应用前景。

本发明的有益效果在于：