[發(fā)明專利]光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子、制備和應(yīng)用與形貌調(diào)控方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910214490.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN109999738A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱錦濤;徐夢君;張連斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J13/06
• 分類號(hào): B01J13/06;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/20;C23C14/08;A61K41/00;A61K47/02;A61K47/30;A61K49/12
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳;曹葆青

本發(fā)明公開了一種光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子、制備和應(yīng)用與形貌調(diào)控方法，屬于聚合物功能材料領(lǐng)域。制備方法包括制備光響應(yīng)聚合物微球、半屏蔽法固定光響應(yīng)聚合物微球、光響應(yīng)聚合物微球裸露表面沉積鐵磁性材料以及Janus粒子的洗脫和分離。所述Janus粒子能夠在外加磁場的作用下規(guī)整取向，在偏振光輻射下發(fā)生形貌變化，可通過調(diào)控磁場、偏振光方向、偏振光輻射時(shí)間及偏振光輻射次數(shù)來制備形貌各異的Janus粒子。本發(fā)明的制備方法操作簡單、成本低廉、可重復(fù)性強(qiáng)、適用于不同尺寸的粒子，并且便于大批量大規(guī)模制備。所得光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子在磁共振顯影、磁熱療或制備藥物靶向載體方面的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物功能材料領(lǐng)域，更具體地，涉及到一種光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子、制備和應(yīng)用與形貌調(diào)控方法。

背景技術(shù)

Janus這一概念在1991年被首次提出，用于表示微粒具有兩種不同的化學(xué)組成及物理性質(zhì)。Janus粒子的這種合二為一的特點(diǎn)讓它在功能表面活性劑、微型自驅(qū)動(dòng)體系、自組裝和分子識(shí)別、光電生物傳感器、電子顯示屏和藥物負(fù)載等領(lǐng)域表現(xiàn)出不錯(cuò)的應(yīng)用前景。目前，所知的Janus粒子的形貌大多局限在球形、柱形、碟形、雪人形、漢堡形、啞鈴形、半樹莓形等，而這些形貌的Janus粒子在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn)，例如將粒子作為藥物載體時(shí)，一方面可以利用Janus粒子負(fù)載不同的藥物，另一方面，要求細(xì)胞粘附點(diǎn)處粒子的局部形貌是利于細(xì)胞吞噬，因此這對(duì)Janus粒子提出了新的要求。傳統(tǒng)上，制備Janus粒子的方法主要有微流體法、拓?fù)溥x擇表面改性、模板導(dǎo)向自組裝、可控相分離及可控表面成核等。然而通過上述方法，難以得到豐富形貌的Janus粒子，另外影響Janus粒子結(jié)構(gòu)的因素較多，并且制備過程復(fù)雜，可控性不強(qiáng)。

利用光響應(yīng)聚合物制備不同形貌的Janus粒子的方法雖然已有文獻(xiàn)報(bào)道，但是存在粒子的尺寸不均、形貌單一且很難批量制備的問題，上述缺陷和不足大大地限制了Janus粒子的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中Janus粒子尺寸不均勻、形貌單一以及無法批量制備的技術(shù)問題。

按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子的制備方法，含有以下步驟：

(1)制備光響應(yīng)聚合物微球：利用微流控技術(shù)或膜乳化法，以光響應(yīng)聚合物為原料制備得到光響應(yīng)聚合物微球；

(2)半屏蔽法固定光響應(yīng)聚合物微球：配制水溶性聚合物溶液，將該水溶性聚合物溶液均勻旋涂至基底表面，待水溶性聚合物溶液中的溶劑揮發(fā)后，基底表面形成均勻的水溶性聚合物涂層；然后將步驟(1)中制得的光響應(yīng)聚合物微球的懸浮液超聲分散后滴加至該涂層上，使光響應(yīng)聚合物微球單層平鋪在涂層上；所述懸浮液使涂層溶脹，在自身重力作用下，每個(gè)光響應(yīng)聚合物微球的部分陷入涂層中，另外的部分裸露在涂層外；靜置使懸浮液中的溶劑揮發(fā)；

(3)光響應(yīng)聚合物微球裸露表面沉積鐵磁性材料：采用物理氣相沉積法為步驟(2)中光響應(yīng)聚合物微球裸露在涂層外的部分沉積鐵磁性材料，得到具有鐵磁性鍍層的Janus粒子；

(4)Janus粒子的洗脫和分離：將步驟(3)中得到的具有鐵磁性鍍層的Janus粒子洗脫后進(jìn)行分離，即得到光磁雙重響應(yīng)的Janus粒子。

優(yōu)選地，步驟(1)所述光響應(yīng)聚合物為偶氮苯聚合物、螺吡喃聚合物、偶氮萘醌聚合物、二芳基乙烯聚合物、鄰硝基苯甲酰聚合物、香豆素聚合物、古柯間二酸聚合物、偶氮苯聚合物的衍生物、螺吡喃聚合物的衍生物、偶氮萘醌聚合物的衍生物、二芳基乙烯聚合物的衍生物、鄰硝基苯甲酰聚合物的衍生物、香豆素聚合物的衍生物或古柯間二酸聚合物的衍生物；

步驟(3)中所述物理氣相沉積法為真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜或分子束外延法；步驟(3)所述鐵磁性材料為鐵、鈷、鎳、釓、鐵的氧化物、鈷的氧化物、鎳的氧化物、釓的氧化物或鐵鈷鎳中至少兩種金屬合金中的至少一種；步驟(3)中沉積鐵磁性材料的厚度為1nm-500nm。