[發(fā)明專利]一種基于淀粉顆粒的多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711307315.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN107987308B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成世杰;王碩;陳晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/26
• 分類號(hào): C08J9/26;C08F120/14;C08G63/08;C08G18/64;C08F120/18;C12P19/14;C12P19/22;C12P19/16
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

本發(fā)明公開了一種基于淀粉顆粒的具有多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法。該方法以淀粉顆粒為初級(jí)粒子，結(jié)合淀粉表面聚合、附聚反應(yīng)及淀粉酶催化水解等方法，制備了具有多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子。通過改變單體種類、反應(yīng)物用量和反應(yīng)條件等，可以調(diào)控多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的組成和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法，利用淀粉廉價(jià)、環(huán)保的特點(diǎn)，不僅對(duì)合成的聚合物粒子沒有污染，而且制備方法簡單、成本低，可以應(yīng)用于生物醫(yī)藥工程、材料科學(xué)、催化科學(xué)等諸多領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于淀粉顆粒的多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多室化現(xiàn)象在自然界普遍存在，小至微生物結(jié)構(gòu)，大至人類的生理結(jié)構(gòu)，均可發(fā)現(xiàn)其重要作用。受這些現(xiàn)象的啟發(fā)，多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子可以用于多藥遞送、多催化劑協(xié)同、細(xì)胞仿生等，在生物醫(yī)藥工程、材料科學(xué)、生命科學(xué)、催化科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)引起科學(xué)界的廣泛重視。

目前研究較多的是具有單室中空結(jié)構(gòu)的聚合物粒子，具有多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子的研究仍處于起步階段。多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的內(nèi)部通常含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的空腔，各空腔由聚合物膜相隔，各空腔可以獨(dú)立封裝不同組分的材料，并且可以通過外界刺激控制不同組分的緩釋或協(xié)同作用。多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子不同于多孔中空結(jié)構(gòu)聚合物粒子，多孔中空結(jié)構(gòu)聚合物粒子具有從聚合物粒子內(nèi)部到表面的孔道，粒子表面存在多個(gè)孔洞。而多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的多室結(jié)構(gòu)是被包覆在聚合物粒子內(nèi)部，可以更有效地封裝、隔離彼此各室結(jié)構(gòu)中的裝載物，更有效地控制多室結(jié)構(gòu)中裝載物的釋放或協(xié)同作用。

多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子與單室中空結(jié)構(gòu)聚合物粒子相比，可以在聚合物粒子內(nèi)封裝、攜帶多種材料；為多種材料提供反應(yīng)空間；攜帶多種靶向或智能響應(yīng)材料實(shí)現(xiàn)對(duì)多種外界條件做出多種智能化響應(yīng)等，大大拓展了單室中空結(jié)構(gòu)聚合物粒子的功能，推動(dòng)了多藥物靶向傳遞、復(fù)雜微反應(yīng)器、細(xì)胞治療、復(fù)雜傳感器等領(lǐng)域的研究與發(fā)展。

受合成技術(shù)及材料技術(shù)等限制，具有多室結(jié)構(gòu)的納微米材料是近年才發(fā)展起來的一種新型多功能材料，關(guān)于具有多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子的研究更少。根據(jù)已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)或專利，目前制備多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的方法，主要包括自組裝法、電噴法及微流體法等，這些方法普遍存在制備方法復(fù)雜、成本高、可重復(fù)性差、產(chǎn)率低、所制備材料的生物相容性差等問題，缺乏簡單、廉價(jià)、穩(wěn)定的制備技術(shù)嚴(yán)重限制了多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的發(fā)展與應(yīng)用。

淀粉是一種天然生物質(zhì)資源，來源廣泛、成本低廉、可生物降解、可再生，可以被生物體完全吸收而無毒副作用，淀粉分子之間相互作用可以形成結(jié)晶區(qū)，以顆粒狀態(tài)存在。因淀粉來源不同，淀粉顆粒的形狀和大小有差異。將淀粉用于合成具有多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子時(shí)，不會(huì)對(duì)合成的聚合物粒子造成污染。

本發(fā)明提出了簡單、廉價(jià)、穩(wěn)定性好的制備多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的方法，該方法建立在淀粉粒子表面聚合、附聚反應(yīng)及淀粉酶催化水解的基礎(chǔ)上，利用淀粉顆?？梢员坏矸勖附到獬蔀樾》肿拥途厶遣⑷苡谒奶匦?，在不引入重金屬元素等有毒物質(zhì)的情況下，高效制備具有多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子。首先在淀粉粒子表面進(jìn)行聚合反應(yīng)，形成以淀粉粒子為核、聚合物為殼的淀粉/聚合物粒子，然后通過加入附聚劑，使淀粉/聚合物粒子彼此吸附或吸附在附聚劑粒子表面，形成由多個(gè)淀粉/聚合物粒子聚集在一起組成的粒徑較大的淀粉/聚合物粒子，然后加入淀粉酶溶液，在合適的溫度及時(shí)間作用下，粒子的殼層被溶液逐漸溶脹后，淀粉酶滲入粒子中的淀粉顆粒周圍，對(duì)淀粉顆粒進(jìn)行催化水解，淀粉顆粒在淀粉酶的作用下水解成為小分子的低聚糖，小分子的低聚糖具有良好的水溶性，可以透過粒子殼層滲出進(jìn)入溶液，在清洗過程中逐漸從粒子中滲出，原先淀粉顆粒占據(jù)的空間變成空腔，形成多室結(jié)構(gòu)的聚合物粒子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于淀粉顆粒的多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種基于淀粉顆粒的多室結(jié)構(gòu)聚合物粒子的制備方法，包括如下步驟：