[發(fā)明專利]一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610912720.4
• 申請(qǐng)日: 2016-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN106638093B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田進(jìn)濤;玄俊極
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): D21C9/00
• 分類號(hào): D21C9/00;C08B3/00
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本發(fā)明涉及一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束的制備方法，屬于高分子材料和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。制備方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，利用濾紙纖維素主鏈中的羥基與含羧基的螺吡喃進(jìn)行酯化反應(yīng)合成螺吡喃改性濾紙纖維素，并通過透析法最終獲得具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束。本發(fā)明的制備方法可以顯著改變?yōu)V紙纖維素的溶解性，制備的膠束同時(shí)具有光致變色、熒光、光控粒徑尺寸變化三種光響應(yīng)特性以及生物相容性和可降解性，而且穩(wěn)定性好，熒光性能優(yōu)異，因此在藥物控釋、生物熒光標(biāo)記、化學(xué)傳感、生物成像等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明所述的合成方法簡(jiǎn)單易行，原料濾紙纖維素來源廣泛，價(jià)格低廉，可工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束的制備方法。

背景技術(shù)

纖維素是地球上最豐富的生物有機(jī)原材料。由于纖維素的分子結(jié)構(gòu)中存在大量分子間和分子內(nèi)氫鍵，在室溫下不溶于水和一般的有機(jī)溶劑，并且擁有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛的用做實(shí)驗(yàn)室過濾材料，但是極差的溶解性和極高的化學(xué)惰性同時(shí)也影響了纖維素在一些領(lǐng)域如生物醫(yī)藥、化學(xué)分析等的應(yīng)用。化學(xué)改性作為纖維素改性的一種是克服纖維素缺點(diǎn)的一種有效方法，并且很多研究者都曾嘗試通過修飾纖維素葡萄糖單元上相對(duì)活潑的羥基并向纖維素骨架中引入活性基團(tuán)和分子以提高其功能性。經(jīng)過改性之后，纖維素在不同領(lǐng)域作為功能大分子也展示出了杰出的應(yīng)用，例如藥物載體、熒光纖維、纖維素膜、吸附劑等。在這些研究之中，用螺吡喃改性纖維素引起了眾多研究者的關(guān)注。

螺吡喃是一種經(jīng)典的光致變色材料并且在紫外和可見光照射下能在其兩種異構(gòu)體螺吡喃（SP）和部花菁（MC）之間產(chǎn)生一種典型的異構(gòu)化，這兩種異構(gòu)體在性質(zhì)上顯示出巨大的差異，例如紫外可見吸收、熒光、極性、潤(rùn)濕性、質(zhì)子化能力、金屬離子絡(luò)合能力、生物相容性以及電化學(xué)性能等。就螺吡喃改性纖維素方面來講，一些研究者已經(jīng)成功的使用螺吡喃改性纖維素作為光響應(yīng)功能材料、光誘導(dǎo)濕度傳感器、光響應(yīng)聚合物器件等。

利用濾紙纖維素的來源廣泛，價(jià)格低廉以及生物相容性和可降解性，通過酯化即可簡(jiǎn)易地將含羧基的螺吡喃接枝到濾紙纖維素的骨架上，并通過透析的方法成功制備了一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束，這種膠束不僅穩(wěn)定性優(yōu)異，而且具有光致變色、熒光、和光控粒徑尺寸變化三種光響應(yīng)特性。這不僅有助于藥物輸送和控釋體系的研究，而且具有很多其他方面的應(yīng)用前景，例如生物熒光標(biāo)記、化學(xué)傳感、生物成像等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束的制備方法。通過選擇濾紙纖維素來降低合成成本，經(jīng)過酯化利用含羧基的螺吡喃改性濾紙纖維素以改變其溶解性，并利用螺吡喃在光照射下的異構(gòu)化能力和光響應(yīng)能力，賦予這種水溶性膠束光響應(yīng)特性。

本發(fā)明提出的一種具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束的制備方法，包含如下步驟：

（1）將纖維素濾紙?jiān)谌軇┲写蛩槌杉垵{，依次加入與濾紙纖維素的質(zhì)量比為1：4 ~1：2的含羧基的螺吡喃、與含羧基的螺吡喃的摩爾比為1：4的4-二甲氨基哌啶，并冷卻至0 ~10℃，再滴加入與含羧基的螺吡喃的摩爾比為1.1：1 ~ 1.2：1的溶解于溶劑的二環(huán)己基碳二亞胺溶液，恒溫?cái)嚢?~3小時(shí)后，在20 ~ 30℃和氮?dú)獗Ｗo(hù)下繼續(xù)反應(yīng)24 ~ 48h結(jié)束；過濾，洗滌；收集所有濾液減壓蒸餾得到粗產(chǎn)物；經(jīng)甲醇或乙醇溶解過濾后，濾液加大量水過濾除去雜質(zhì)得到粉紅色固體，真空干燥后獲得螺吡喃改性濾紙纖維素。

（2）將步驟（1）所得到的螺吡喃改性濾紙纖維素溶于溶劑配置成濃度為2×10^-1g/L~ 1g/L的溶液，將配置好的溶液在365nm紫外線下照射6 ~ 10分鐘。然后在黑暗中和磁力攪拌下按與溶劑的體積比為1:1 ~ 9:1緩慢滴加水；此后，制得的溶液在黑暗情況下和水中透析24 ~ 48小時(shí)（MWCO 3500 ~ 7000）；最終獲得具有光響應(yīng)特性的水溶性濾紙纖維素膠束。

本發(fā)明中，步驟（1）中所述溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃中的一種。