一種光聲成像聚合物與磁納米復合材料及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物功能化材料技術領域，具體涉及一類具有光聲成像性質及磁性的 水溶性嵌段聚合物/磁納米復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 磁性納米粒子由于其具有良好生物相容性、低毒性和超順磁性等優點，被廣泛用 于磁共振成像造影劑、藥物運輸、磁熱療等生物領域。本發明提出通過配體置換將水溶性嵌 段聚合物引入到磁納米表面，得到了水溶性嵌段聚合物/磁納米的復合材料。磁納米表面 水溶性聚合物的引入不僅改善了磁納米的水溶性和生物相容性，同時也實現了磁共振與光 聲成像的結合，從而拓寬了磁納米在生物領域的應用。水溶性聚合物/磁納米復合材料表 面富余的羧基，可進一步引入生物特異性基團。
【發明內容】
[0003] 技術問題：本發明涉及一類具有光聲性質及磁性的水溶性聚合物/磁納米粒子復 合材料的及其制備方法。
[0004] 技術方案：本發明的具有光聲及磁性多功能的水溶性嵌段聚合物/磁納米粒子復 合材料，具有良好的生物相容性，并可以同時實現光聲成像及磁共振成像，可廣泛應用于藥 物靶向釋放、磁熱療、生物光聲信號檢測等領域。
[0005] 本發明的光聲聚合物與磁納米粒子復合材料為具有光聲及磁性多功能的水溶性 聚合物與磁納米粒子的復合材料，其結構是：中心核為磁納米粒子，配體為光聲性質的水溶 性共軛聚合物。
[0006] 磁納米粒子為Fe、Co或Mn金屬的氧化物，粒徑在I-IOOnm之間，并且具有單分散 性。
[0007] 所述聚合物是一種基于3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐的嵌段聚合物，其具體結構如 下：
[0008]
【主權項】
1. 一種光聲成像聚合物與磁共振成像納米粒子復合材料，其特征在于，該復合材料具 有光聲成像性質和磁共振成像的多功能性質的水溶性聚合物與磁納米粒子的復合材料，其 結構是：中心核是磁納米粒子，配體是具有光聲成像性質的水溶性聚合物。
2. 根據權利要求1所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子符合材料，其特征在于所述磁 納米粒子為Fe、Co或Mn金屬的氧化物，粒徑在l-100nm之間，并且具有單分散性。
3. 根據權利要求1所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子符合材料，其特征在于所述聚 合物是富含羧基的基于3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐的具有光聲成像性質的聚合物，具體結構 如下：
聚丙烯酸的聚合度n為10-100 聚合物是通過-coo-與磁納米粒子表面相連接。
4. 一種如權利1要求所述的光聲成像聚合物與磁納米粒子復合材料的制備方法，其特 征在于該制備方法包括以下步驟：
1. )油酸包裹的磁納米粒子合成：以二芐醚為溶劑，以乙酰丙酮鐵（III)、1，2-十六二 醇、油酸和油胺為原料，采用高溫溶劑熱法制備單分散的磁納米粒子： 具體步驟如下： 將乙酰丙酮鐵（III)、1，2_十六二醇、油酸和油胺加入二芐醚中，氮氣保護中磁力均勻 攪拌，將混合溶液加熱到150-220°C持續1-3小時，然后把溫度升到280-320°C再加熱0. 5-1 小時，冷卻至室溫，加入乙醇，有黑色沉淀生成；采用離心-溶解-離心的方法制備得到的產 物即為油酸包裹的磁納米粒子，油酸包裹的磁納米粒子經過減壓干燥后，保存在0-4°C的冰 箱中備用；
2. )富含羧基的具有光聲成像性質的聚合物的合成： 在反應瓶中加入3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐，再加入濃硫酸，40-60°C下反應25-35小時， 然后升溫至80-90°C，加入引發劑12，半小時后再加入Br2，反應25-35小時，停止反應，向反 應瓶中逐滴加入水，然后抽濾得到1，7-二溴-3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐； 在反應瓶中加入1，7-二溴-3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐，在氮氣氣氛下分別加入N-甲基 吡咯烷酮，丙酸，80-90°C下反應20-40分鐘，然后再加入環己胺，5. 5-6. 5小時后停止反應， 產物倒入水中然后抽濾，烘干后過色譜柱得到純產物； 在氮氣環境下，在上一步的純產物中加入吡咯烷，50-60°C下反應24-30小時，停止反 應后將溶劑旋干，過色譜柱得到純產物； 上一步的產物中加入K0H，異丙醇，水，80-85°C反應35-45分鐘，停止反應后倒入醋酸 中攪拌35-45分鐘，抽濾，烘干后過色譜柱得到純產物； 在氮氣條件下，在上一步的純產物中加入二甘醇胺，115-125°C下反應2. 5-3. 5小時， 反應停止后倒入水中，抽濾，產物烘干后過色譜柱得到純產物； 在氮氣條件下，向上一步的純產物中加入無水四氫呋喃，溶解后再加入三乙胺，最后加 入2-溴異丁酰溴，常溫下反應24-30小時，反應停止后過濾掉三乙胺鹽酸鹽，濾液濃縮過色 譜柱得到具有光聲成像性質的純產物即大分子引發劑； 在Schelek管中，加入聚合物大分子引發劑、溴化亞銅；抽真空，通氮氣，重復2-4次； 加入苯甲醚溶解聚合物大分子引發劑，然后加入：N，N，N'，N，'N"-五甲基二亞乙基三胺 PMDETA，攪拌并加熱至90-110 °C，然后向反應體系中注入丙烯酸叔丁酯TBA，反應12-24小 時后，停止反應；向溶液中加入二氯甲烷，將溶液通過中性氧化鋁層析柱除去銅鹽，用旋轉 蒸發儀濃縮溶液至粘稠，并在正己烷中沉降，重復該操作2-4次；在30-50°C真空干燥箱中 干燥，得到兩頭為聚丙烯酸叔丁酯中間為茈四甲酸二酐的嵌段型聚合物； 氮氣氣氛中，將嵌段聚合物溶解在四氫呋喃中，室溫下，加入三氟乙酸，反應持續 12-24小時后，蒸出溶劑，得到中間核為茈四甲酸二酐，兩頭為聚丙烯酸的水溶性聚合物 PAA-PDI-PAA ；
3.)水溶性光聲成像性質聚合物與磁納米粒子復合材料的制備：將步驟一制備的油酸 包裹的磁納米粒子溶解于〇1(：13中，完全溶解后再向其中加入CH2C12，超聲得到均一的透明 混合液。將步驟二合成的水溶性聚合物PAA-PDI-PAA溶解于DMF中；將所述混合液加入到 溶有PAA-PDI-PAA的DMF溶液中，然后超聲得到均一的混合溶液，40-50°C的條件下，在氮氣 氛圍中攪拌過夜，反應停止后，將反應液倒入到正己烷中，離心，沉淀物用Na 2C03溶液溶解， 然后將此溶液超濾清洗，最終的綠色溶液即為具有光聲成像性質和磁共振成像性質的水溶 性復合材料的水溶液。
【專利摘要】本發明是一種基于苝酰亞胺PDI的光聲成像聚合物與磁納米復合材料及制備方法。以3,4,9,10-苝四甲酸二酐為原料通過有機合成的方法制備出成為一種α-溴大分子引發劑，以此引發丙烯酸叔丁酯的原子轉移自由基聚合，獲得分子量分布較窄具有良好光聲成像性質的聚合物。將此聚合物水解后得到富含羧基的水溶性聚合物；以乙酰丙酮鐵(Ⅲ)、1,2-十六二醇、油酸、油胺等原料在二芐醚中，通過高溫溶劑法制備粒徑均一的油酸包裹的磁納米粒子；以含羧基的聚合物為配體在氯仿，二氯甲烷，N，N-二甲基甲酰胺DMF的微乳液中置換磁納米表面的油酸，然后將富余的羧基離子化，首次得到基于苝酰亞胺聚合物與磁納米粒子結合的復合材料-具有光聲成像性質和磁共振成像性質。
【IPC分類】C08G83-00, H01F1-42
【公開號】CN104804196
【申請號】CN201510167539
【發明人】范曲立, 葉樹名, 楊震, 盧曉梅, 黃維
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月9日