[发明专利]一种基于六面体低聚倍半硅氧烷和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于六面体低聚倍半硅氧烷和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子及其制备方法，有机无机杂化纳米粒子由六面体低聚倍半硅氧烷封端的聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)‑b‑聚(二茂铁基甲基丙烯酸羟乙酯)在水溶液中自组装得到；该制备方法简单，条件温和，制备的有机无机杂化纳米粒子同时具有温度、pH和氧化还原性响应的特点，易于通过调节环境中的温度、pH和氧化还原性等调控粒径大小，其在功能高分子领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种有机无机杂化纳米粒子，特别涉及一种基于六面体低聚倍半硅氧烷和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes，POSS)是最小的笼型的纳米二氧化硅，它具有非常稳定的结构，包含有一个无机的硅氧核，八个顶角连接着可以变换的基团，因此POSS是一种具有良好反应性的有机-无机杂化分子。由于POSS无毒，有良好的生物相容性，化学惰性，机械稳定性并且具有纳米级尺寸，所以POSS可用于生物医学材料。POSS在各种杂化材料中，能够均匀分布，从而可以提高杂化材料的热学性能和机械性能。

二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物，由于二茂铁具有夹心型结构和芳香性的高度富电子特性，热稳定性好，电化学活性和生理活性高，广泛应用于高灵敏生物传感器的构建。极化的二茂铁衍生物具有独特的电化学及光学特性，其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛地应用。

Hu等人合成了POSS-P(SPMA-co-DMAEMA)无规杂化材料，POSS将无机组分的热学特性引入光敏性杂化材料中，可以改善杂化纳米粒子应用于可控释放领域时形态稳定性差、光敏性杂化材料耐热稳定性差等问题。然而，该无规杂化材料是由两种单体毫无规律地共聚形成的，各组分的聚合度不易调控，同时，螺吡喃类单体制备步骤繁琐，价格昂贵。Zhang等人合成了对pH敏感的POSS-PAA杂化材料，该杂化材料并没有形成一种简单的以POSS为核以PAA为壳的纳米粒子，而是POSS组分分散在胶束中形成了一种更稳定的聚集体。但是，该纳米粒子只是具有较单一的pH响应性。Liu等人制备了一种具有氧化还原响应的PEG-PMAEFc嵌段杂化材料，该杂化材料作为纳米载体应用于药物(罗丹明B)的负载，具有负载量高、负载量可控、缓释效果好的特点。然而，同样的，该纳米粒子只是具有较单一的氧化还原响应性。目前，还未见基于POSS和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的一个目的是在于提供一种同时具有温度、pH及氧化还原性响应，易于通过温度、pH和氧化剂及还原剂调控粒径大小的基于六面体低聚倍半硅氧烷(POSS)和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子，其在功能高分子材料领域具有潜在应用价值。

本发明的另一个目的在于提供一种操作简单、条件温和，低成本的制备所述基于六面体低聚倍半硅氧烷和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子的方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于六面体低聚倍半硅氧烷和二茂铁的有机无机杂化纳米粒子，其由六面体低聚倍半硅氧烷封端的聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-b-聚(二茂铁基甲基丙烯酸羟乙酯)通过自组装得到：

所述六面体低聚倍半硅氧烷封端的聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-b-聚(二茂铁基甲基丙烯酸羟乙酯)具有式1结构：

其中，

R为烷基；

m为聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段的聚合度，大小为10～200；

n为聚二茂铁基甲基丙烯酸羟乙酯嵌段的聚合度，大小为5～50。