[发明专利]多级介孔结构的聚多巴胺微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多级介孔结构的聚多巴胺微球及其制备方法。该多级介孔聚多巴胺微球以长链烷基季铵盐和水溶性高分子聚电解质形成的有机介晶复合物为模板，利用硅源水解缩合形成的硅酸低聚体与聚多巴胺中间物种通过氢键作用形成硅酸低聚体‑聚多巴胺纳米复合物，经纳米复合物与有机介晶复合物模板之间自组装、并除去有机模板以及二氧化硅后制得。本发明聚多巴胺微球形貌规整，颗粒尺寸可调，具有两种不同的介孔：一种是有序排列的球型介孔，孔径大小为2.0‑3.0nm；另一种是分布在有序介孔之间的二级纳米孔，孔径大小20‑50nm，比表面积大，孔道结构丰富，有利于客体分子的装载、存储以及运输，在材料表面修饰，生物成像，肿瘤生物治疗等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米结构合成领域，更具体地，涉及一种多级介孔结构的聚多巴胺微球及其制备方法。

背景技术

黑色素是一类广泛存在于生物体中的大分子色素。由于其优异的抗紫外线能力以及自由基清除性能，而被认为是生物体中有效防止阳光灼伤、DNA损伤以及预防皮肤癌的主要成分。此外，生物体内的黑色素对于毒素，金属和有机分子有良好的吸附能力，是一种用以防御自身中毒的天然生物吸附剂。聚多巴胺作为一种典型的人造黑色素材料，可以通过多巴胺单体在碱性条件下氧化聚合获得。由于其具有与天然黑色素相似的化学与物理性质以及良好的生物相容性，被广泛应用于材料表面修饰，生物成像，肿瘤生物治疗等领域。在聚多巴胺纳米材料中引入孔结构并调节其孔隙率，有利于提高该材料的应用效果。

中国专利CN 201910769130.4公开了一种形貌可控的多孔聚多巴胺纳米粒子的制备方法，其目的是以Pluronic嵌段聚合物胶束为模板，通过控制Pluronic嵌段聚合物中PPO/PEO的比例，以期实现有效地调节多孔聚多巴胺纳米粒子的孔径及形貌。目前以嵌段共聚物胶束为模板在聚多巴胺材料中引入孔结构是较为常见的技术手段，然而，这类聚多巴胺具有的介孔尺寸为25nm，缺乏尺寸为2-5nm左右的有序介孔结构，并非多级介孔结构，且比表面积及总孔容较小。

CN201610249277.7公开了一种缓释纳米药物载体及其制备方法与应用，其目的是聚多巴胺通过粘附的方式包裹在嵌段共聚物胶束表面形成缓释膜，从而提高胶束中载带药物的缓释效果。然而通过该技术手段得到的聚多巴胺涂层纳米颗粒缺乏孔结构。

目前，研究者已经报道的多孔聚多巴胺的制备方法，如Lou 等人以嵌段共聚物P123和F127形成的复合胶束为模板，合成出了核桃状且具有超大孔结构的聚多巴胺颗粒，但在合成中需要加入扩孔剂（如1,3,5-三甲苯） 或使用大分子量的嵌段共聚物来稳定胶束并增强胶束与多巴胺分子间的相互作用，导致合成出的聚多巴胺缺乏有序的介孔结构 (Angew. Chem., Int.Ed., 2018, 57, 6176-6180 )，并且不具有多级介孔结构。最近，Gianneschi 课题组以多级孔二氧化硅微球NKM-5 为硬模板，通过多巴胺单体灌注到NKM-5孔内氧化自聚，HF刻蚀除去二氧化硅等步骤，合成出具有微孔及介孔结构的聚多巴胺纳米材料。然而，该合成策略需要预先制备出硬模板，耗时且制备过程复杂，产物不具备有序介孔结构。此外，未注入硬模板孔中的多巴胺单体将在 NKM-5 模板的外表面上发生聚合，导致合成出的多孔聚多巴胺球发生严重粘连 (J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 3094-3103)。因此，合成出具有规整形貌及丰富孔结构的聚多巴胺仍面临着巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级介孔结构的聚多巴胺微球，可以克服现有技术中多孔聚多巴胺微球及其制备技术的不足。该多级介孔结构聚多巴胺微球结构稳定，球型形貌规整，分散性良好，在聚多巴胺微球中具有有序介孔结构和二级纳米孔两种介孔结构，比表面积和总孔容大，在生物传感，药物/基因传送，生物成像，肿瘤生物治疗等领域具有广阔应用前景。