[發(fā)明專利]一種油溶性納米粒子疊氮功能化的方法

無效

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• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101870792A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 龐代文;張明曦;黃碧海
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08K9/10;C08F20/06;C08F8/32
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種油溶性納米粒子疊氮功能化的新方法，屬于化學及材料科學領域。

背景技術(shù)

納米粒子是指尺度在1～100nm之間的微粒，處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域。當微粒尺寸進入納米量級時，就從量變到質(zhì)變，其力學、熱學、電學、磁學和光學性質(zhì)發(fā)生根本性變化。納米粒子的尺寸小，表面積大，位于表面的原子占很大比例。表面的原子具有不飽和的懸掛鍵，性質(zhì)很不穩(wěn)定，這使納米粒子的活性大大增加。例如金屬納米粒子在空氣中能燃燒，無機材料的納米粒子能吸附環(huán)境中的氣體并與之反應。普通大塊晶體內(nèi)含有大量原子(或原胞)，其能帶中的能級間距很小，呈準連續(xù)結(jié)構(gòu)(見能帶理論)。納米粒子只包含有限數(shù)的原胞，這使能級間距增大，能帶將分裂成離散能級。當能級間距大于通常的熱、電、光的作用能量時，量子效應將顯著地改變其各方面的物理性質(zhì)。納米粒子具有傳統(tǒng)固體所不具備的許多特殊性質(zhì)，可以概括為以下三個效應：表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。

近年來，因其獨特的性質(zhì)，以金納米粒子、半導體熒光量子點和磁性納米粒子為代表的納米材料在生命科學領域的應用逐漸成為研究熱點。由于高質(zhì)量、粒徑均一的納米粒子大都在有機相中制備，表面配體為長鏈烷烴類化合物，在水溶液中無法分散。故如何將這類油溶性的納米粒子進行表面修飾，使其轉(zhuǎn)移到水相并帶上功能基團，成為其應用于生物醫(yī)學等領域的一個亟待解決的難題。

目前，油溶性納米粒子修飾的主要策略是通過配體交換或者雙親性聚合物疏水作用修飾，使納米粒子水溶化并帶上羧基。納米粒子表面的羧基可通過1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)活化，與生物分子中常見的氨基發(fā)生縮合反應，使得納米粒子與生物分子偶聯(lián)起來。但是，EDC偶聯(lián)法對納米粒子在高鹽條件下的穩(wěn)定性要求較高，故迫切需要發(fā)展非羧基化的納米粒子功能化新方法，在不使用EDC的條件下用于與生物分子偶聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述不足提供一種油溶性納米粒子疊氮功能化的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種疊氮化辛胺聚丙烯酸，其是一種帶有疊氮基團的兩親性聚丙烯酸接枝聚合物，具有下述式(I)的結(jié)構(gòu)：

其中n為大于1的整數(shù)，優(yōu)選為12～14。

本發(fā)明油溶性納米粒子疊氮功能化的方法是采用上述疊氮化辛胺聚丙烯酸修飾油溶性納米粒子，使其水溶性化并帶上疊氮功能基團。具體可以將油溶性納米粒子和疊氮化辛胺聚丙烯酸在溶劑中攪拌均勻，使油溶性納米粒子表面疊氮功能化，所述溶劑是非極性溶劑，例如氯仿。

所述油溶性納米粒子，通常是在油相中制得，其易溶于油，例如表面包覆有長鏈烷烴類配體的納米粒子，所述長鏈烷烴通常是指鏈長大于八個碳原子的烷烴，然而，本發(fā)明的油溶性納米粒子并不局限于此。上述修飾通是過疏水相互作用修飾，因而，油溶性的納米粒子均可以用疊氮化辛胺聚丙烯酸修飾。

在本發(fā)明的一個實施方案中，將疊氮化辛胺聚丙烯酸，溶于十二胺包覆的油溶性金納米粒子氯仿溶液，混勻后蒸干，再用0.05mol/L的氫氧化鈉溶液溶解，得紅色澄清溶液，用截留分子量(MWCO)100KDa的超濾管在12000rmp/3min條件下超濾6次，溶于超純水，得到疊氮功能化金納米粒子。

本發(fā)明的目的還在于提供上述方法制得的納米粒子。這種納米粒子的表面帶有疊氮功能基團，能在溫和條件下通過點擊化學反應與炔基化生物分子發(fā)生偶聯(lián)。例如，本發(fā)明實施例采用點擊化學反應將其與辣根過氧化酶偶聯(lián)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種制備疊氮化辛胺聚丙烯酸的方法，其包括如下步驟：將疊氮化鈉與氯丙胺反應，得到疊氮丙胺；將聚丙烯酸、辛胺以及疊氮丙胺溶于N，N-二甲基甲酰胺，加入1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亞胺，在常溫下回流充分反應，得疊氮化鈉與氯丙胺。具體可采用如下方法進行：

(1)疊氮丙胺的合成：稱取6g疊氮化鈉和4g?3-氯丙胺，用30mL超純水溶解，80℃回流反應17小時。冷卻至室溫后減壓蒸餾，蒸出約20mL水，冰水中冷卻后加入20mL乙醚和1.6g氫氧化鉀，溶液分層后收集油層。用20mL乙醚萃取水層3次，將萃取液與油層混合，加入適量無水硫酸鈉干燥，放置過夜，旋蒸除乙醚，得到黃色油狀液體，即為疊氮丙胺；