專利名稱:一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于半乳糖乙烯酯材料的制備領(lǐng)域,特別涉及一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法。
背景技術(shù):
電噴法又稱靜電霧化法,是一個(gè)比較新且簡(jiǎn)單的制備微球或者微米至納米級(jí)物質(zhì)的方法。電噴法的原理與靜電紡的類似,通過靜電作用力對(duì)聚合物溶液進(jìn)行拉伸,關(guān)鍵在于聚合物的溶液濃度要低于某個(gè)臨界濃度,使得聚合物溶液不連續(xù)成絲而是形成一個(gè)個(gè)小球。電噴過程中,不同的電壓、推進(jìn)速度、接收距離等條件因素下得到的一系列不同粒徑及微觀形態(tài)的微球。D-半乳糖能夠與肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面特有的去唾液酸糖蛋白受體(ASGPR)特異性結(jié)合,因而具有公認(rèn)的肝靶向性, 許多糖類聚合物具有糖簇效應(yīng),ASGPR對(duì)半乳糖基的識(shí)別作用依賴于配體分子表面的半乳糖基單位的密度。N-乙烯基己內(nèi)酰胺(NVCL)屬于乙烯基化的內(nèi)酰胺化合物,其LCST值處于生理溫度范圍內(nèi)(3(Γ40° C)。具有良好的生物適應(yīng)性,并且其聚合物水解后沒有毒性,沒有氨基衍生物的生成,使得其系列高聚物在生物和醫(yī)藥材料中具有極其廣泛的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,本發(fā)明的方法融合了綠色高效的合成和安全易操作的電噴法;本發(fā)明制備的納米級(jí)顆粒具有溫度可控的釋放特性,同時(shí)又具備特異的生物相容性。本發(fā)明的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,包括:( I)將己二酸二乙烯酯與半乳糖溶于無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成半乳糖二酸二乙烯酯,分離提純,其中己二酸二乙烯酯與半乳糖的摩爾比為1:廣1:4 ;(2)將半乳糖二酸二乙烯酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到溶劑中,溶解,加入引發(fā)劑,抽真空充氮?dú)獗Wo(hù)下加熱至6(T70°C,恒溫,進(jìn)行自由基聚合反應(yīng),其中半乳糖二酸二乙烯酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺按摩爾比1:廣1:20,引發(fā)劑的加入量占總混合物質(zhì)量的
0.5% 2.5% ;(3)自由基聚合結(jié)束后,混合物進(jìn)行溶解,聚沉,棄去上清液得到溫敏性的半乳糖酯聚合物;(4)將上述得到的溫敏性半乳糖酯聚合物,干燥,加入無水乙醇,攪拌,超聲后得到電噴液,然后進(jìn)行電噴,即得到溫敏性半乳糖酯的納米顆粒,其中電噴液的質(zhì)量體積濃度為5% 25%。所述步驟(I)中酶促合成技術(shù)為:所用的酶為枯草芽孢桿菌堿性蛋白酶,質(zhì)量濃度為5% 25%,反應(yīng)是在4(T50° C的恒溫振蕩器中進(jìn)行的,振蕩器的轉(zhuǎn)速為220r/min,反應(yīng)時(shí)間為3 4天。
所述步驟(1)中分離提純方法為:硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑為體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。所述步驟(2)中的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺DMF。所述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)時(shí)間為12 24h。所述步驟(2)中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈AIBN。所述步驟(2)中引發(fā)劑的加入量占總質(zhì)量的1°/Γ2%。所述步驟(3)中溶解添加試劑為甲醇,聚沉添加試劑為無水乙醚。所述步驟(4)中電噴液的質(zhì)量體積濃度為5%,10%, 15%或25%。所述步驟(4)中的電噴工藝參數(shù)為:注射器規(guī)格為1ml,針頭內(nèi)徑為0.4、.6mm,噴出流速0.6 1.5ml/h,靜電壓l(Tl5kv,接收屏采用鋁箔接地接收,接收距離為l(Tl5cm,調(diào)節(jié)電噴參數(shù)進(jìn)行電噴。所述步驟(4)中所得納米顆粒的粒徑為20(T300nm。電噴液的濃度用質(zhì)量體積濃度:g/100ml,1%就是10mg/ml。溫敏性半乳糖乙烯酯聚合物經(jīng)電噴法制得的納米顆粒,其大小受聚合物的濃度的影響較小,因?yàn)楫?dāng)其處于較低的濃度時(shí),都可以通過電噴得到納米顆粒,在相同的電噴條件下,不同濃度的電噴液得到的電噴顆粒大小幾近相同,只有當(dāng)濃度高于某一濃度值時(shí),可以通過靜電紡的方法制備得納米纖維。但是電噴顆粒的大小受電壓,電噴流速的影響較大,發(fā)現(xiàn)通過電噴流速的調(diào)節(jié)得到的納米顆粒粒徑越來越小,當(dāng)同一流速下提高電壓時(shí)發(fā)現(xiàn)電噴顆粒變得更小更均勻。有益.效果(I)本發(fā)明的方法融合了綠色高效的合成和安全易操作的電噴法;(2)本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)物易處理并且經(jīng)濟(jì)環(huán)保;(2)本發(fā)明的納米級(jí)顆粒具有溫度可控的釋放特性,同時(shí)又具備特異的生物相容性。
圖1:N-乙烯基己內(nèi)酰胺(NVCL)、Poly (VAG-co-NVCL)、6_0_ 乙烯己二酰-D-葡萄糖(VAG)的紅外光譜;圖2:N-乙烯基己內(nèi)酰胺、Poly (VAG-co-NVCL)、6_0_乙烯己二酰-D-葡萄糖的核磁共振氫譜;圖3 =Poly(VAG-co-NVCL)聚合物納米顆粒的發(fā)射掃描電子顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解, 在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將己二酸二乙烯酯與半乳糖按摩爾比為1:4加入到無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成得到半乳糖乙烯酯。反應(yīng)結(jié)束后,粗產(chǎn)物用硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑選擇體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。收集到的洗脫液經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去洗脫劑,得到白色雪花狀半乳糖乙烯酯化合物。將上述半乳糖乙烯酯以及NVCL按摩爾比為1:8放于微量聚合管中,加入DMF(Img/μ I)溶解上述的兩種聚合物單體,用偶氮二異丁腈(AIBN)(占聚合物單體總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%),密封,抽真空充氮?dú)夥磸?fù)多次,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下置于6(T70°C的油浴鍋中,攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)結(jié)束,得到的溫敏性半乳糖乙烯酯用少量的甲醇稀釋,之后加入無水乙醚將聚合物沉降出來,反復(fù)多次利用甲醇溶解,無水乙醚沉降,最后得到的白色固體置于真空干燥箱中37°C出去殘余的有機(jī)溶劑,得到干燥的溫敏性半乳糖乙烯酯聚合物Poly(VAG-co-NVCL ),經(jīng)紅外檢測(cè)和核磁氫譜測(cè)試確定。將溫敏性半乳糖酯聚合物Poly (VAG-co-NVCL) (VAG和NVCL摩爾比為1:6)溶解到乙醇中,得到質(zhì)量體積濃度為20%的聚合物的電噴液。攪拌數(shù)小時(shí)后超聲15分鐘,得到氣泡較少,濃度均一的電噴液。用注射器抽取Poly (VAG-co-NVCL)聚合物,固定于靜電紡絲裝置上,控制噴出流速1.5ml/h,靜電壓12kv,接收屏采用鋁箔接地接收,針頭與接收屏的距離為12cm,得到直徑為20(T300nm的納米顆粒;放入真空干燥箱中37°C恒溫干燥,纖維照片如圖3所示。實(shí)施例2將己二酸二乙烯酯與半乳糖按摩爾比為1`:4加入到無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成得到半乳糖乙烯酯。反應(yīng)結(jié)束后,粗產(chǎn)物用硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑選擇體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。收集到的洗脫液經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去洗脫劑,得到白色雪花狀半乳糖乙烯酯化合物。將上述半乳糖乙烯酯以及NVCL按摩爾比為1:8放于微量聚合管中,加入DMF(Img/μ I)溶解上述的兩種聚合物單體,用偶氮二異丁腈(AIBN)(占聚合物單體總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%),密封,抽真空充氮?dú)夥磸?fù)多次,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下置于6(T70°C的油浴鍋中,攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)結(jié)束,得到的溫敏性半乳糖乙烯酯用少量的甲醇稀釋,之后加入無水乙醚將聚合物沉降出來,反復(fù)多次利用甲醇溶解,無水乙醚沉降,最后得到的白色固體置于真空干燥箱中37°C出去殘余的有機(jī)溶劑,得到干燥的溫敏性半乳糖乙烯酯聚合物Poly(VAG-co-NVCL),經(jīng)紅外檢測(cè)和核磁氫譜測(cè)試確定。將溫敏性半乳糖酯聚合物Poly (VAG-co-NVCL) (VAG和NVCL摩爾比為1:6)溶解到乙醇中,得到質(zhì)量體積濃度為20%的聚合物的電噴液。攪拌數(shù)小時(shí)后超聲15分鐘,得到氣泡較少,濃度均一的電噴液。用注射器抽取Poly (VAG-co-NVCL)聚合物,固定于靜電紡絲裝置上,控制噴出流速1.0ml/h,靜電壓12kv,接收屏采用鋁箔接地接收,針頭與接收屏的距離為12cm,得到直徑為20(T300nm的納米顆粒;放入真空干燥箱中37°C恒溫干燥,電噴顆粒的電鏡照片如圖3所示。實(shí)施例3將己二酸二乙烯酯與半乳糖按摩爾比為1:4加入到無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成得到半乳糖乙烯酯。反應(yīng)結(jié)束后,粗產(chǎn)物用硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑選擇體積比為17:3:1乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。收集到的洗脫液經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去洗脫劑,得到白色雪花狀半乳糖乙烯酯化合物。將上述半乳糖乙烯酯以及NVCL按摩爾比為1:8放于微量聚合管中,加入DMF(Img/μ I)溶解上述的兩種聚合物單體,用偶氮二異丁腈(AIBN)(占聚合物單體總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%),密封,抽真空充氮?dú)夥磸?fù)多次,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下置于6(T70°C的油浴鍋中,攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)結(jié)束,得到的溫敏性半乳糖乙烯酯用少量的甲醇稀釋,之后加入無水乙醚將聚合物沉降出來,反復(fù)多次利用甲醇溶解,無水乙醚沉降,最后得到的白色固體置于真空干燥箱中37°C出去殘余的有機(jī)溶劑,得到干燥的溫敏性半乳糖乙烯酯聚合物Poly(VAG-co-NVCL),經(jīng)紅外檢測(cè)和核磁氫譜測(cè)試確定。將溫敏性半乳糖酯聚合物Poly (VAG-co-NVCL) (VAG和NVCL摩爾比為1:6)溶解到乙醇中,得到質(zhì)量體積濃度為15%,20%的聚合物的電噴液。攪拌數(shù)小時(shí)后超聲15分鐘,得到氣泡較少,濃度均一的電噴液。用注射器抽取Poly (VAG-co-NVCL)聚合物,固定于靜電紡絲裝置上,控制噴出流速0.8ml/h,靜電壓12kv,接收屏采用鋁箔接地接收,針頭與接收屏的距離為12cm,得到直徑為20(T300nm的納米顆粒;放入真空干燥箱中37°C恒溫干燥,電噴顆粒的電鏡照片如圖3所示。實(shí)施例4將己二酸二乙烯酯與半乳糖按摩爾比為1:4加入到無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成得到半乳糖乙烯酯。反應(yīng)結(jié)束后,粗產(chǎn)物用硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑選擇體積比為17:3:1乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。收集到的洗脫液經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去洗脫劑,得到白色雪花狀半乳糖乙烯酯化合物。將上述半乳糖乙烯酯以及NVCL按摩爾比為1:8放于微量聚合管中,加入DMF(Img/μ I)溶解上述的兩種聚合物單體,用偶氮二異丁腈(AIBN)(占聚合物單體總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%),密封,抽真空充氮 氣反復(fù)多次,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下置于6(T70°C的油浴鍋中,攪拌反應(yīng)12h,反應(yīng)結(jié)束,得到的溫敏性半乳糖乙烯酯用少量的甲醇稀釋,之后加入無水乙醚將聚合物沉降出來,反復(fù)多次利用甲醇溶解,無水乙醚沉降,最后得到的白色固體置于真空干燥箱中37°C出去殘余的有機(jī)溶劑,得到干燥的溫敏性半乳糖乙烯酯聚合物Poly(VAG-co-NVCL),經(jīng)紅外檢測(cè)和核磁氫譜測(cè)試確定。將溫敏性半乳糖酯聚合物Poly (VAG-co-NVCL) (VAG和NVCL摩爾比為1:6)溶解到乙醇中,得到質(zhì)量體積濃度為20%的聚合物的電噴液。攪拌數(shù)小時(shí)后超聲15分鐘,得到氣泡較少,濃度均一的電噴液。用注射器抽取Poly (VAG-co-NVCL)聚合物,固定于靜電紡絲裝置上,控制噴出流速0.6ml/h,靜電壓12kv,15kv,接收屏采用鋁箔接地接收,針頭與接收屏的距離為12cm,得到直徑為20(T300nm的納米顆粒;放入真空干燥箱中37°C恒溫干燥,電噴顆粒的電鏡照片如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,包括: (1)將己二酸二乙烯酯與半乳糖溶于無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成半乳糖二酸二乙烯酯,分離提純,其中己二酸二乙烯酯與半乳糖的摩爾比為1:廣1:4 ; (2)將半乳糖二酸二乙烯酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到溶劑中,溶解,加入引發(fā)劑,抽真空充氮?dú)獗Wo(hù)下加熱至6(T70°C,恒溫,進(jìn)行自由基聚合反應(yīng),其中半乳糖二酸二乙烯酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺按摩爾比1:廣1:20,引發(fā)劑的加入量占總混合物質(zhì)量的0.59Γ2.5% ; (3)自由基聚合結(jié)束后,混合物進(jìn)行溶解,聚沉,棄去上清液得到溫敏性的半乳糖酯聚合物; (4)將上述得到的溫敏性半乳糖酯聚合物,干燥,加入無水乙醇,攪拌,超聲后得到電噴液,然后進(jìn)行電噴,即得到溫敏性半乳糖酯的納米顆粒,其中電噴液的質(zhì)量體積濃度為5% 25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(I)中酶促合成技術(shù)為:所用的酶為枯草芽孢桿菌堿性蛋白酶,質(zhì)量濃度為5% 25%,反應(yīng)是在4(T50° C的恒溫振蕩器中進(jìn)行的,振蕩器的轉(zhuǎn)速為220r/min,反應(yīng)時(shí)間為:Γ4天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(I)中分離提純方法為:硅膠層析柱分離提純,洗脫劑為乙酸乙酯,展開劑為體積比為17:3:1的乙酸乙酯、甲醇和水,用I2顯色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(2)中的溶劑為N,N- 二甲基甲酰胺DMF。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(2)中自由基聚合反應(yīng)時(shí)間為12 24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(2)中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈AIBN。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(2)中引發(fā)劑的加入量占總質(zhì)量的19Γ2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(3)中溶解添加試劑為甲醇,聚沉添加試劑為無水乙醚。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(4)中電噴液的質(zhì)量體積濃度為5%,10%, 15%或25%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(4)中的電噴工藝參數(shù)為:注射器規(guī)格為1ml,針頭內(nèi)徑為0.4^0.6mm,噴出流速0.6 1.5ml/h,靜電壓l(Tl5kv,接收屏采用鋁箔接地接收,接收距離為l(Tl5cm,調(diào)節(jié)電噴參數(shù)進(jìn)行電噴。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,其特征在于:所述步驟(4)中所得納米顆粒的粒徑為20(T300nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電噴法制備溫敏性半乳糖乙烯酯納米顆粒的方法,包括(1)將己二酸二乙烯酯與半乳糖溶于無水吡啶中,利用酶促合成技術(shù)合成半乳糖二酸二乙烯酯,分離提純;(2)將半乳糖二酸二乙烯酯與N-乙烯基己內(nèi)酰胺加入到DMF中,溶解,加入引發(fā)劑,抽真空充氮?dú)獗Wo(hù)下,進(jìn)行自由基聚合反應(yīng);(3)上述混合物溶解,然后聚沉,棄去上清液得到溫敏性的半乳糖酯聚合物;(4)將上述得到的溫敏性半乳糖酯聚合物,干燥,加入無水乙醇,攪拌,超聲后得到電噴液,然后進(jìn)電噴,即得到溫敏性半乳糖酯的納米顆粒。本發(fā)明的方法融合了綠色高效的合成和安全易操作的電噴法;納米級(jí)顆粒具有溫度可控的釋放特性,同時(shí)又具備特異的生物相容性。
文檔編號(hào)C08F226/06GK103073682SQ20121059430
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者朱利民, 石萌, 權(quán)靜, 孫衎, 武晉嫻 申請(qǐng)人:東華大學(xué)