[發明專利]一種核殼結構聚合物納米環的制備方法

在審

• 申請號: 201810425244.2
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108929447A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 陳道勇;王偉沖;李會亞;李嫣然
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08L87/00;C08L53/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于納米材料技術領域，具體為一種核殼結構聚合物納米環的制備方法。本發明以兩親性嵌段聚合物（其中一嵌段為疏水聚（4?乙烯基吡啶）或者疏水胺類聚合物）與環狀DNA為原料，疏水嵌段在質子化的水/甲醇（或胺類聚合物的良溶劑）環境下先與DNA絡合，繼續加入不良溶劑水，嵌段聚合物形成以疏水聚（4?乙烯基吡啶）或疏水胺類聚合物為核的納米環。本發明可以制備不同尺寸的可剪裁核殼結構聚合物納米環，制備過程簡便，且聚合物納米環的核可以進行功能化修飾，實現聚合物納米環的雜化，該聚合物納米環可以作為模板制備性能優異的復合材料。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種核殼結構聚合物納米環的制備方法。

背景技術

材料的結構決定其性能，因此人們一直致力于研究各種不同結構的材料，如空心結構、多孔結構、雙連續相結構等，這些具有不同尺度和結構的材料，在催化、電化學、生物醫藥、光熱等領域有著不同的應用。在眾多的結構中，納米環是一種獨特的結構，在自然界中，很多生物分子是以環狀結構存在的，尤其是在某些病毒、細菌或者精子細胞中，以環狀結構存在的DNA和蛋白質十分常見。我們熟知的自然界中的碳納米管也存在一種環狀結構，這種環狀結構具有獨特的電磁學性能、光學性能等，存在著重大的研究價值。因此，研究納米環具有著重要的意義。

正因為環狀材料的重要性，人們逐漸加深對環狀材料的研究和制備，例如：通過模板法在基板上制備金環等（ACS Nano2017, 11, 10539-10548），在生物檢測、催化、光熱治療等領域有著重要應用。但該方法耗時費力，且不能實現大量制備，也無法普遍適用于多種材料。我們知道，通過大分子自組裝的方法，可以制備多種且不同材料的核殼結構（Chemical Society Reviews 2012, 41, 5969-5985），有球形核殼膠束、大復合核殼膠束、棒狀核殼膠束、環狀核殼膠束等結構，其中環狀核殼結構研究較少，但是環狀核殼結構不同于球形、柱狀膠束，是一種非常重要的結構，因此，人們在不斷嘗試利用大分子自組裝的方法制備環狀核殼結構。而現有的研究方法制備的納米環結構不規整（Science2004, 306,94-97），或者大小無法調控（Angewandte Chemie International Edition2009, 48,4594-4597）。在我們之前的研究中，可以通過聚合物膠束與環狀DNA作用形成聚合物納米環，但是這種方法需要時間長，結構參數要求高（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15933-15941）。因此，發展一種快速的制備納米環的方法尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種核殼結構聚合物納米環的簡便、快速的制備方法。

本發明提供的核殼結構聚合物納米環的制備方法，是由含聚（4-乙烯基吡啶）或疏水胺類聚合物嵌段的兩親性嵌段聚合物和環狀DNA相互作用而制備核殼結構聚合物納米環，具體步驟為：

（1）將兩親性嵌段聚合物溶解于良溶劑中，配成溶液，然后加入質子化的水；緊接著加入環狀DNA水溶液，攪拌1小時-8小時；

（2）緩慢加入足量的水，使得聚合物形成納米環，聚合物納米環在緩慢攪拌下，穩定3小時-48小時；加入交聯劑交聯，得到穩定存在的核殼結構的聚合物納米環；核殼結構中，親水段為殼層，疏水段為核；

其中，所述的兩親性嵌段聚合物為含聚（4-乙烯基吡啶）或疏水胺類聚合物的嵌段共聚物，親水段為聚（乙二醇）、聚（N,N-二甲基丙烯酰胺）等不會質子化的親水聚合物，分子量為2000-20000，疏水段為聚（4-乙烯基吡啶）或疏水的胺類聚合物，分子量在3000-20000之間。

本發明步驟（1）中，加入一定量的質子化的水，可以將部分聚（4-乙烯基吡啶）（或疏水的胺類聚合物）質子化，從而帶正電，可以與帶負電的環狀DNA作用。

本發明步驟（1）中，所述的良溶劑為甲醇或胺類聚合物的良溶劑，所述質子化的水為二氧化碳飽和的水或者酸調控質子化的水。