[发明专利]一种具有光敏性的纳米复合超分子水凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用功能材料领域，特别涉及一种具有光敏性的纳米复合超分子水凝胶的制备方法。

背景技术

聚合物水凝胶由于具有可控的化学和物理结构、良好的力学性能、高含水量及生物相容性在生物工程和生物材料领域引起了人们的广泛关注。另一方面，无机纳米粒子由于尺寸效应和界面效应的作用而呈现出奇特的性质，如光学、电学、磁性能及催化性质等，在分子影像、靶向治疗、生物标记、疾病诊断等生物医学领域倍受青睐。因此，将纳米尺寸的无机物粒子分散于水凝胶中形成的纳米复合水凝胶，不仅结合了两者的优点，而且由于复合效应赋予复合水凝胶材料新的特性，从而拓宽了其应用范围。

近年来，基于环糊精与聚合物经主客体作用构建的超分子水凝胶由于具有独特的理化性能引起了人们的广泛关注。通过设计与合成不同的客体聚合物分子，可获得热可逆、pH值敏感及触变可逆的超分子水凝胶。最近，将无机纳米尺度的粒子引入到超分子水凝胶而得到纳米复合超分子水凝胶引起了人们的极大兴趣。Wang等（Wang Z., Chen Y. Supramolecular hydrogels hybridized with single-walled carbon nanotubes. Macromolecules, 2007, 40: 3402–4140）利用聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物（Pluronic）在水溶液中分散并稳定单壁碳纳米管，再与α-环糊精通过包合作用制备单壁碳纳米管复合超分子水凝胶。Ma等（Ma D., Zhang L. Fabrication and modulation of magnetically supramolecular hydrogels. J. Phys. Chem. B, 2008, 112: 6315–6321）将聚乙二醇-聚己内酯两亲嵌段共聚物稳定并分散Fe₃O₄纳米粒子的胶体溶液与α-环糊精水溶液混合，得到磁性能可调的复合超分子水凝胶。中国专利公告号CN 101554492A，公告日是2009年10月14日，名称为‘一种可注射羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法’中公开了一种羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶的制备方法。该方法将Pluronic共聚物与羟基磷灰石纳米粒子的悬浮液与α-环糊精水溶液混合制备羟基磷灰石纳米复合超分子水凝胶。然而，上述纳米复合超分子水凝胶的制备过程中，两亲共聚物一方面通过物理作用对纳米粒子起分散与稳定作用，另一方面还作为客体分子与环糊精组装形成凝胶，因此，两亲共聚物的双重作用不仅会对凝胶的形成过程产生影响，而且两亲共聚物在与α-环糊精组装的过程中也会破坏其对纳米粒子的稳定作用，从而导致纳米粒子在所形成的超分子水凝胶中分布的不均一性。

发明内容

 本发明的目的是提供一种具有光敏性的纳米复合超分子水凝胶的制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现:一种具有光敏性的纳米复合超分子水凝胶的制备方法，其制备方法包括以下过程：首先在氮气保护下，将巯基聚乙二醇单甲醚或聚乙二醇单甲醚硫辛酸酯与氯金酸按摩尔比为1:1 ~ 12:1加入到装有干燥四氢呋喃的反应容器中，室温下避光搅拌12h，然后通过注射器向反应容器中逐滴加入0.2 mol/L还原剂溶液，还原剂与氯金酸的摩尔比为1:1 ~ 4:1，室温下搅拌反应6 ~ 8h，再向反应体系加入沉淀剂，过滤，干燥，再将产物溶于蒸馏水中，加到截留分子量MWCO为50kDa的透析袋中，置于蒸馏水中透析5 ~ 7天，经冷冻干燥得到聚乙二醇单甲醚自组装单层保护的金纳米粒子；然后将聚乙二醇单甲醚自组装单层保护的金纳米粒子配制成质量百分比浓度为3 ~ 20%的水溶液，与质量百分比浓度为5 ~ 12%的α-环糊精水溶液按聚乙二醇单甲醚与α-环糊精摩尔比为1:20 ~ 1:60混合，充分搅拌，得到具有光敏性的纳米复合超分子水凝胶。

上述巯基聚乙二醇单甲醚的平均分子量为M_w = 1×10³ ~ 2×10⁴。