[發明專利]一種有近紅外熒光特性的兩親性嵌段聚合物的合成方法

有效

• 申請號: 201210270478.7
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN103254371A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 朱秀林;韓冰;周年琛;程振平;朱健;張正彪;張偉;潘向強
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/54;C08F212/32;C09K11/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

技術領域

本發明屬于高分子聚合物領域，具體涉及一種有近紅外熒光特性的兩親性嵌段聚合物的合成方法。

背景技術

刺激響應性化合物近年來成為了人們關注的熱點，它主要是一類在外界環境微小刺激因素（如光、溫度、pH、離子強度、電場和磁場等）作用下，自身的某些物理或化學性質會發生相應的可逆或不可逆變化的化合物。當這些刺激信號發生變化時，化合物的自身性質如相態、形狀、表面能、反應速率、滲透速率或識別性能等隨之會發生變化?；陧憫曰衔铼毺氐奈锢砗突瘜W性質行為，它們在檢測與傳感領域發揮重要作用。

刺激響應性的小分子化學傳感器，具有低耗、高靈敏性和操作簡便的優點，但是小分子化學傳感器也具有許多缺陷，如水溶性差、結構穩定性較差以及后功能化比較困難等。以兩親性嵌段共聚物為基本單元獲得刺激響應性的高分子材料是當今研究的一個熱點。若將具有靈敏響應的熒光信號基元引入到聚合物中，環境的微小變化則能轉變為聚合物熒光信號的顯著變化，基于此機理，便可構筑微環境敏感的熒光響應性傳感器，其中對溫度、pH、光和金屬離子微環境敏感的熒光響應性傳感器比較常見。

N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）分子在32^oC附近有一個最低臨界相轉變溫度（Lower?Critical?Solution?Temperature,?LCST）。低于此溫度，NIPAM分子由于與水分子之間的氫鍵作用，呈現出親水性。高于此溫度，氫鍵作用被破壞，NIPAM則呈現疏水性。相對于其它檢測分析技術，將熒光傳感技術與NIPAM的溫敏性相結合，更具靈敏性和選擇性。Li等人（參見：Li,?C.?H.;?Liu,?S.?Y.?J.?Mater.?Chem.2010,?20,?10716–10723）報道了通過NIPAM的乳液聚合得到了接近單分散的溫敏性納米凝膠，并負載了能夠與Hg²⁺反應的熒光單體（NPTUA）。室溫時，該納米凝膠僅僅作為比例型的Hg²⁺檢測器，當溫度高于相轉變溫度時，Hg²⁺檢測的靈敏性會得到大大的改善。Jo?W.?H.等（參見：Hong?S.?W.,?Kim?D.?Y.,?Lee?J.?U.,?Jo?W.?H.?Macromolecules2009,?42,?2756–2761）在PNIPAM鏈兩端分別用芘和C₆₀熒光發色團修飾，合成了溫敏性聚合物Py-PNIPAM-C₆₀，當溫度低于其臨界相轉變溫度（LCST）時，兩熒光基團距離較遠，淬滅效率較低；而當溫度高于LCST時，聚合物鏈發生折疊，末端熒光基團空間距離減小，淬滅效率大大增加，熒光強度明顯減小。Li等人（參見：Li?C.?H.,?Zhang?Y.?X.,?Hu?J.M.,?Cheng?J.?J.,?Liu?S.?Y.?Angew.?Chem.?Int.?Ed.2010,?49,?5120–5124）報道了基于多光致變色體系的刺激響應性兩親嵌段共聚物，該聚合物被證實能夠實現熒光發射（綠色、黃色、橙色和紅色）在溫度、pH和光照下的可逆三級轉換。?

在生物領域，含PNIPAM鏈段的刺激響應性聚合物也有良好的應用。Liu等人（參見：Zhang?J.?Y.,?Jiang?X.,?Zhang?Y.?F.,?Li?Y.?T.,?Liu?S.?Y.?Macromolecules?2007,?9125–9132）報道了使用殼/核交聯的方法得到了結構穩定性較好的二嵌段共聚物（PEO-b-P(NIPAM-co-NAS)）。該聚合物能夠進行完全可逆的殼核交聯/解交聯，并具有熱控的溶脹/消溶脹行為，因而在藥物傳輸、生物檢測上有潛在應用。

目前使用廣泛的有機熒光染料（工作區間大都處在紫外可見區）用于生物體內熒光檢測時存在的許多問題，如：光難以進入生物組織內部、生物樣品中某些成分的背景干擾使熒光檢測效率大大降低、紫外可見光進入生物體內的深度不夠等。這些問題的存在使得熒光成像方法在體內的應用變得尤其困難。然而，近紅外光譜區（700-900?nm）的熒光檢測可避免生物分子的自身干擾，光能滲透到組織內部而獲得較高的分析靈敏度，更加適合生物組織造影分析，從而進行生物檢測和疾病診斷。因此，基于近紅外熒光標記的響應性化合物，更適用于活體組織成像，在生物領域具有獨特優勢。