[發明專利]主客體絡合物式的超分子空心微球及其制備和應用

無效

• 申請號: 200810045605.7
• 申請日: 2008-07-22
• 公開（公告）號: CN101314644A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 張晟;孟憲偉;李幫經
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08L5/16;C08K5/06;C08K5/21;C08K5/01;A61K47/30;C12N11/04;B01J32/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及聚合物空心微球技術領域，特別是涉及含有主客體分子的超分子空心微球及其制備和應用。

背景技術

近年來，具有納米或亞微米尺寸的聚合物空心微球受到了很大關注。空心微球具有低密度、高比表面的特性，且中空部分可容納大量的或大尺寸的其他組分，產生一些奇特的基于微觀“包裹”效應的性質，使得空心微球作為一種新型功能材料有著廣闊應用前景。近年來，空心微球已被廣泛應用于染料、化妝品、藥物、敏感性試劑、蛋白質等可控運輸和釋放體系(①張萍，馮年平，武培怡，藥物進展，2006，30，350-353；②匡毅，郭艷華，膠體與聚合物，2007，25，41-43；③HuY，Jiang?X?Q，Ding?Y，et?al.Adv?Mater，2004，16，933-937)，也可以用做輕質填料、高選擇性催化劑或催化劑載體等(Yin?J?L，Chen?H?J，Li?Z?K，et?al.J?Mater?Sci，2003，38，4911)。

聚合物空心納米級微球的常用制備方法主要有3種：模板法(templatepolymerization)、微乳聚合法(micro-or?miniemulsion?polymerization)和自組裝法(self-assembly?method)。

模板法，是選擇一種物質為“模板”，促使殼層材料圍繞其生長形成核-殼結構的微球，然后通過高溫煅燒或合適有機溶劑溶解將核分解，從而得到空心微球或微囊(匡毅，郭艷華，膠體與聚合物，2007，25，41-43)。

微乳聚合法，是先通過單體自由基聚合生成種子微球，繼而加入新反應物通過乳液聚合在“種子”周圍形成外殼，最后通過溶脹或其它方式去掉內核后形成空心微球(李暉，朱振峰，朱敏，材料導報，2005，19，177-180)。

經典的自組裝法，是先將兩親共聚物分散在選擇性溶劑中形成核-殼膠束?(或者也可通過非共價鍵力使兩種聚合物材料自聚集成為核-殼膠束)，繼而加入引發劑引發其殼部交聯，最后通過化學方法降解或物理學方法溶解除去核部，得到聚合物空心微球(Shi?Z?Q，Zhou?Y?F，Yan?D?Y，Macromol?Rapid?Commun，2006，27，1265-1272)。

在上述三種方法中，空心微球的制備都是一個先成球、然后再去核的過程。工藝較為繁復，尤其是去核過程，或者使用高溫，或者使用有機溶劑或其它化學手段，十分不利于包裹在其中的組分(尤其是應用于醫藥領域的敏感藥物和蛋白質分子)保持其穩定性。

1999年Jenekhe等在Science上發表文章，首次發現當聚合物中含有大量剛性嵌段時，會通過自組裝直接得到空心球(Jenekhe?S?A，Chen?X?L，Science?1999，283，5400-5403)。10年來，研究已證明：當自組裝體系中同時含有剛性鏈和柔性鏈時，高密度剛性鏈具有相互接近、平行排列的傾向，于是為直接聚集成空心球提供了驅動力(Kuang?M，Duan?H?W，Wang?J，et?al.，Chem?Comm.，2003，496-497)。但發明人直到本發明完成前所看到的文獻報道，空心球殼中的剛性鏈均是采用有機合成的手段設計制備的含大量芳環結構的聚合物。這種結構的空心微球其不足的地方，不僅合成含有大量芳環結構的聚合物難度大，且單體的可選對象也十分有限，因此，這條研究路線的發展和應用均受到了很大的限制。

發明內容

針對空心微球領域的研究現狀和不足，本發明的目的一是提供一種新型的、主客體絡合物式的超分子空心微球，二是提供一種不同于以往制備方法的通過主客體識別作用實現一步法自組裝制備空心微球的方法，三是提供這種主客體絡合物式的超分子空心微球在藥物緩釋、酶固定化或催化劑領域的應用，以解決現有技術的空心微球所存在的聚合物種類選擇局限，制備工藝復雜，不利于包裹在微球中的組分保持穩定性的問題。

在空心微球技術領域，本發明開創性地利用環狀分子與聚合物的主客體識別作用構筑了剛性鏈段，并通過一步法自組裝即可得到空心微球。

本發明提供的主客體絡合物式的超分子空心微球由下述方法所制備：

(1)將作為客體組分的分子量為3,000-5,000,000的線性或支鏈聚合物組?分溶于溶劑制備成重量濃度為0.01-70％的溶液；

(2)將作為主體組分的分子量為100-9,000的環狀分子組分溶于溶劑制備成重量濃度為0.01-70％的溶液；