光聚合法对聚异丙基丙烯酰胺纳米凝胶粒径及形状的控制

2 !结果和讨论
通 过改 变 反 应 条 件 # 得到 了粒 径分布 在# "! 形貌 多样 的 纳米 凝 胶 " 如 树 叶形 ! 球形! 树 $ " "8 Q! 枝 状等 " 下 面将 对反 应过 程进行 简单 讨论 " $ 8 "! 单 体浓 度对 纳米 凝胶 粒径 的影 响 在 反 应过 程 中 # 考 察 了不 同 浓 度的 单 体 对 合成 的 纳米 凝胶 的 影 响 # 见 图 #!2" 从 图 可 知 # 随着单 体 浓度 的增 大 # 纳 米凝 胶粒 径有 变小 ! 粒径 分布 有变 窄 的趋 势 " 比如 在浓 度为 4. & 凝 4 2U# "d$ Q : L )时# 胶 的粒 径分 布为 4!# "8 Q " 但 当 浓 度增 加 到 [. 2 / U# "
# !引 ! 言
纳米凝胶在 生物医药领域中具有良好应用前 景# 尤其 是可 用于 药 物 载 体和 基 因 转 导 载 体 人工 合 成 纳 米 凝 胶# 已 成为 近 # " 年 来国 际 性的 研 究热 点
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纳米 凝胶 # 人们 采用 了很 多新 的合 成方 法 # 如 嵌段 共
’ ! 4’ 聚物 的选 择溶 剂 法 & ) 溶剂挥发) 萃取法& ) 微乳液 /’ 聚合 法 ) 辐射沉淀聚合法& ) 高分子稀溶液 辐照法
基$ 图 !!4 % " 具 体的 反应 机理 如下 * :, * 6 * c* $ : I* % :, *$
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d # 示 " 当 浓度 增加到 [. & 则 纳 米 凝胶 2 /U# " Q : L )#
为 坚硬 的球 形 $ 见 图 4% " 这 可 能是 由 于 单体 在 光 激 发的 情 况 下 # 会 发生 以 下的 变化 # 一是 单体 会吸 收一 定波 长的 光 # 形 成激 发 态$ 图 #!2 % " 二 是单 体的 双 键被 打 开 # 形 成 自由
收 稿 日 期 !$ " " 2 1 " 4 1 # 4
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(研 究 表 明# 药物 载体和基因转 导载体的载
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体 效率 与纳 米凝胶 的粒 径大 小十 分有 关 间 以及 它们 在人 体内 的生 物分布 性 (
( 纳 米凝
胶 的尺 寸会 强烈 影响 其在 血液循 环系 统中 的存 留时 目 前# 在 纳米 生物 医药 研究 中 # 纳 米凝 胶粒 径的 精 确控 制是 一个 关键 问题 ( 为得 到粒 径分 布均 匀的
等 ( 这些 方法 得到 的 纳 米 凝 胶粒 径 往 往 较 大 # 一般 在# 也 有4 但其 纳 米凝 胶 " "8 Q 以上 # "8 Q 左右 的 # 的粒 径分 布较 宽 ( 辐射 沉淀 聚合法 虽能 得到 粒径 分 布较 窄的 纳米 凝胶 # 但 却 是 在 微 米 尺度 上 的 单 分 散 分布 ( 纳米凝胶的形状与结构对其生 物医药应用性 能# 也 有很 大影 响 ( 作 为 药 物 载 体 和基 因 转 导 载 体 的纳 米凝 胶 # 其 载体 性能 的主 要指 标是 药物 或基 因
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的 承载 量 ! 药 物与 纳米 凝胶 结合 的稳 定性 ! 结合 体的 生 物靶 向性 ! 结合 体 在 靶 向位 置 的 生 物 降 解 性和 药 物 的释 放周 期 " 这些 性能 与纳米 凝胶 材料 的化 学结 构 和形 状密 切相 关 "
$ !纳米凝胶的合成
试 验采 用的 5 异丙 基 丙 烯 酰 胺 购 自 日 本 东 京 1 化 成# 直 接使 用未 经纯 化 " 所用 水为 三蒸 水 # 其 余试 剂 为分 析纯 " 将 一 定 量的 单 体 在石 英 烧 瓶内 溶 于 三 蒸水 中 # 加 入光 敏剂 丙酮 " 在 5 用4 " "< ‘ G灯 引 $ 保 护 下# 发 反应 " 反 应持 续 4>" 反 应 液 用超 滤 膜 除 去未 反 应 单体 " 通 过 对光 化 学 实验 条 件 的 调整 和 控 制 # 初 步得 到 了粒 径可 精确 控制 的纳 米凝 胶 $ 粒 径 大小 在 # "! # 其 粒 径 分 布 偏 差 可 控 制 在 4! $ " "8 Q 内可 变% 合 成 出了 树 枝状 ! 球状! # " 8 Q" 通 过控 制反 应条 件 # 核 壳结 构的 纳米 凝胶 " 将 合适 浓度 的凝 胶用 ( > : P : 8’ : I I G L D P 7 : 8, G K 1 F % P I : 9 K : F ?$ ( ’ , = G P D , 7 S G I 2 " " " X,$ * D L N G I 8A 8 9 P I @ 1 % 测 试 粒 径" 用 $ Q G 8 P) P M. , +* %) + W# 2 4 " Y( $ 测 试纳 米凝 胶形 貌 " B G I Q D 8 ?%
仅可 通过 改变 反应 体系 和实 验条件 精确 控制 凝胶 粒 径# 得 到窄 粒 径 分 布 的 % 不同 粒径范围的的 纳米凝 胶# 而 且还 能在 纳 米 尺 度 上 控制 其 形 状 $ 同 时 光 化 学法 不使 用其 他助 剂 # 经 超 滤 去 除 未反 应 单 体 后 可 获得 无任 何生 物毒 性 的 纯 净 载体 # 为 理想 的 药 物 载 体和 基因 转导 载体 的制 备提 供更多 选择 $ 参考 文献 !
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& 纳 米凝 胶的 粒 径 分布 就 大 大 变窄 Q : L )时#
了 " 其 粒径 为 # 而进 一步 增大 单 体浓 度 # "!$ "8 Q# 则 可使 纳米 凝胶 的粒 径减 小到 # " 8 Q 以 下" $ 8 !! 单 体浓 度对 纳米 凝胶 形貌 的影 响 同 样# 在 本实 验中 # 单 体浓度 的变 化也 会对 纳米 凝 胶的 形貌 产 生 很 大 影 响 " 如 在 单 体 浓 度 为 4 . 4 2 & 凝 胶 的 形 貌 为 枝 杈 形# 如 图!所 U# "d$Q : L ) 时#
光聚合法对聚异丙基丙烯酰胺纳米 凝胶粒径及形状的控制
乔向利 ! 侯征迟 ! 盛康龙 ! 姚思德
" 中 国科 学院上 海原 子核 研究 所 ! 上海 $ # " # 3 " "
摘 要 ! 纳米 凝胶 粒径 和形貌 的控 制一 直是 纳米 凝 胶领 域 的研 究 热 点 $ 本 研究 利 用 光 聚合 的 方 法 ! 无 需其 他有 机添 加剂 ! 合成 出 4!# " "8 Q 范 围的 聚酰 胺凝 胶 $ 其粒 径分 布范 围 可控 制 在 # "8 Q以 内 $通 过 , 可 在 纳米 尺 度 上对 凝 胶的 形 状进 行 控 制 ! +* 对纳 米凝 胶形 貌进 行了表 征 $ 从结 果 看 ! 并 合成 出树 枝状 % 球状 % 核壳 结构 的纳 米凝 胶 $ 这些 结果 未在 文献 中报 道过 $ 关 键词 ! 光 聚合 & 聚 异丙基 丙烯 酰胺 纳米 凝胶 & 窄 分布 粒径 中 图分 类号 ! W " # $ / ! 3 e # 0! 文 献标 识码 ! %! 文 章编 号 ! # / 0 # 1 ! 0 0 / $ " " 2 " 0 " 3 1 " 4 $ 2 1 " 2