通過ATRP和“Click hemistry”制備功能性納米粒子.pdf

1、聚合物納米粒子由于其特殊的結(jié)構(gòu),且在生物醫(yī)學(xué)、電子材料、信息技術(shù)等眾多領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景,引起了人們濃厚的興趣。其中,熒光性高分子納米粒子已廣泛用在生物技術(shù)領(lǐng)域,如生物圖像、傳感器以及細(xì)胞標(biāo)記等。目前,由于制備技術(shù)的限制而導(dǎo)致不容易制備粒徑為納米級、且單分散的聚合物納米粒子。因此,單分散聚合物納米粒子的制備及其制備技術(shù)已成為高分子科學(xué)、材料科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　 原子轉(zhuǎn)移自由基乳液聚合集乳液聚合和原子轉(zhuǎn)移自

2、由基聚合(ATRP)的優(yōu)點(diǎn)于一體,是制備單分散聚合物納米粒子的有效手段。點(diǎn)擊化學(xué),是一種常用的有機(jī)合成工具。ATRP與點(diǎn)擊化學(xué)不僅都具有高效、高轉(zhuǎn)化率的優(yōu)點(diǎn),而且共用同一種催化劑,二者結(jié)合能有效且便利地制備功能性聚合物納米粒子。
　　 本文主要研究原子轉(zhuǎn)移自由基乳液聚合以及原子轉(zhuǎn)移自由基聚合與點(diǎn)擊化學(xué)結(jié)合的方法制備幾種功能性聚合物納米粒子。
　　 1.以溴代甲氧基聚乙二醇(PEG-Br)為ATRP引發(fā)劑,苯乙烯和N-丁基

3、馬來酰亞胺(NBMI)為單體,聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯(Fween-20)為乳化劑,溴化亞銅／N,N,N,N,N-五甲基二亞乙基三胺(CuBr／PMDETA)為催化劑,運(yùn)用原子轉(zhuǎn)移自由基乳液聚合法制備單分散的聚乙二醇單甲醚-b-聚(苯乙烯-alt-N-丁基馬來酰亞胺)納米粒子(PEG-b-P(St-alt-NBMI)),并用核磁共振氫譜(1H NMR)和紅外吸收光譜(FT-IR)對PEG-Br、NBMI以及共聚物的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行表征,用

4、透射電子顯微鏡(TEM)和光子相關(guān)光譜法(PCS)觀察了納米微球的形貌、粒徑大小及粒徑分布,用凝膠滲透色譜法(GPC)測定了聚合物的分子量；
　　 2.制備PEG修飾的熒光納米粒子。首先,N-苯基馬來酰亞胺(NPM)、少量炔丙基馬來酰亞胺(PM)和對氯甲基苯乙烯(VBC)以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,自由基聚合成P[(VBC-alt-NPM)-co-(VBC-alt-PM)](共聚物1):然后,將共聚物1中的氯官能團(tuán)部分轉(zhuǎn)

5、化為疊氮,得共聚物2；最后共聚物2分子間點(diǎn)擊交聯(lián),炔基熒光素與共聚物2點(diǎn)擊反應(yīng)以及甲基丙烯酸單聚乙二醇酯以共聚物2為引發(fā)劑的ATRP的“一鍋反應(yīng)”制備PEG修飾的交聯(lián)熒光性納米粒子。通過FT-IR,1H NMR對聚合物的結(jié)構(gòu)表征,用紫外光譜儀和熒光光譜儀研究了PEG修飾的熒光納米粒子的光性能,納米粒子的形貌、粒徑大小用TEM表征,并通過共聚焦激光掃描顯微鏡(CLSM)研究了3T3纖維細(xì)胞對PEG修飾的熒光納米粒子吞噬作用；
　　

6、 3.首先,以PEG-Br為大分子引發(fā)劑,Tween-20為乳化劑,CuBr為催化劑,PMDETA為配體,通過ATRP和點(diǎn)擊化學(xué)“一鍋反應(yīng)”合成香豆素垂飾的共聚物PS-b-PEG。并通過FT-IR與1H NMR表征了其結(jié)構(gòu),用GPC研究了其分子量及其分布。然后,在上述條件下加入交聯(lián)劑二乙烯基苯(DVB),制備結(jié)構(gòu)可控PEG包裹的交聯(lián)熒光納米粒子。用TEM和PCS觀察了納米粒子的形貌、粒徑大小及粒徑分布,其熱性能由熱重分析儀(TGA)表征