本发明专利技术公开了一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法，以二氧化硅实心球为模板，通过表面接枝聚合法制备具有核壳结构的聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球，随后利用氢氟酸刻蚀二氧化硅模板，形成聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)凝胶空心微球，以此凝胶空心微球为微反应器，原位还原制备负载金纳米棒的光热响应型复合凝胶空心微球，将该光热响应型复合凝胶空心微球用于盐酸阿霉素磷酸盐缓冲溶液体系，实现盐酸阿霉素在近红外光和温度条件下的有效控释。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工领域，涉及一种凝胶空心微球，具体来说是一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法。
技术介绍
聚合物中空球体是一种具有特殊结构的功能材料，粒子尺寸为纳米或微米级的中空球因具有尺寸小、比表面大、密度低、中空结构、良好的渗透性等特征，在药物包覆与缓释、涂料、生物、化学催化、化妆品、轻质填料等领域有广泛的应用前景。具有环境响应能力的聚合物中空材料，结合了中空材料独特的结构特点和环境响应材料的优良响应性能，赋予材料更大的可控性和环境响应功能性，具有巨大的潜在价值。温度响应是最常见的一种环境响应，具备温度响应的空心球材料在生物、医药、化工等领域有重要的应用价值。聚N-异丙基丙烯酰胺是目前研究最为广泛的温敏性聚合物，它在37℃附近有一个特殊的相转变温度，称为最低临界溶解温度。高于最低临界溶解温度，聚N-异丙基丙烯酰胺表现疏水性，低于最低临界溶解温度则会表现亲水性。如公开号为CN101289552A的专利采用沉淀聚合反应制备了具有温度响应或温度响应和PH响应的空心球。金纳米棒在紫外-可见-近红外波段具有独特的可调节表面等离子体共振光学特性，可用于制备光响应材料。另外，近红外光相比于紫外光和可见光，具有更好的组织穿透性和较低的细胞伤害性，为物质的控制释放提供了新途径。金纳米棒的另一个重要性能就是其光热效应，即金纳米棒可将吸收的光能转化为热能，导致周围环境温度的升高。将金纳米棒负载在温敏性凝胶空心微球中，形成的温敏性复合凝胶空心微球不仅具有金纳米棒的局部表面等离子体共振、荧光特性、光热效应等特性，同时还产生了新的性能一光刺激响应性。然而，截止目前，关于光热双重响应的聚合物中空球的制备方法，公开文献中鲜见报道，因此，开展光热双重响应的聚合物中空球研究具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法，所述的这种光热响应型复合凝胶空心微球可实现药物的有效控释。本专利技术提供了一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法，包括以下步骤：（1）一个制备二氧化硅(SiO2)实心球的步骤，将质量分数为25-28%的第一批氨水（NH3.H2O）、第一批无水乙醇（C2H5OH）和第一批去离子水（H2O）混合于一个反应容器中，在40-50℃，转速为1000-1200r/min下磁力搅拌1-3min，随后将正硅酸乙酯（TEOS）和第二批C2H5OH的混合溶液快速加入上体系，降低转速为300-500r/min，搅拌12-13h，随后将反应产物在转速8000-12000rpm下离心10-15min，得到粒径为140-280nm的SiO2实心球；所述的第一批NH3.H2O、第一批C2H5OH、第一批H2O、TEOS和第二批C2H5OH的体积比为8.5-9.5mL：15-17mL：23-25mL：2.6-3.5mL：45-48mL；（2）一个制备γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPS）改性SiO2实心球的步骤，取步骤（1）得到的SiO2实心球、第三批C2H5OH、第二批H2O和第二批质量分数为25-28%的NH3.H2O加入到第二个反应容器中，超声分散4-7min，随后将分散液体系置于预先升温至65-75℃的油浴锅中，再加入MPS，在转速为300-400r/min时恒温磁力搅拌23-25h，随后SiO2实心球在转速为8000-12000rpm下离心得MPS改性SiO2实心球；所述的SiO2实心球、第三批C2H5OH、第二批H2O、第二批NH3.H2O和MPS的物料比为0.05-0.15g：19.5-20.5g：9-11g：1.2-2g：0.55-0.7g；（3）一个制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺)/二氧化硅((P(NIPAM-AM)/SiO2))复合凝胶微球的步骤，将步骤（2）得到的MPS改性SiO2、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）、丙烯酰胺（AM）、N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和第三批H2O加入到第三个反应容器中，超声分散4-6min，分散均匀后，通氮气保护，在转速为300-400r/min下常温搅拌40-50min，随后升温至70-80℃时，加入质量分数为0.16-0.32%的过硫酸钾水溶液，恒温搅拌9-10.5h，反应产物在8000-10000rpm转速下离心4-7min，水洗，得P(NIPAM-AM)/SiO2复合凝胶微球；所述的MPS改性SiO2、NIPAM、AM、MBA、第三批H2O和过硫酸钾水溶液的物料比为0.03-0.06g：0.2-0.3g：0.003-0.007g：0.02-0.04g：22-23g：2.5g；（4）一个制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺)(P(NIPAM-AM))凝胶空心微球的步骤，将步骤（3）得到的P(NIPAM-AM)/SiO2复合凝胶微球经质量分数为20-26%的氢氟酸（HF）水溶液刻蚀8-9.5h后，复合凝胶微球在转速为10000-12000rpm下离心处理，得P(NIPAM-AM)凝胶空心微球；其中，P(NIPAM-AM)/SiO2复合凝胶微球和HF水溶液的物料比为0.1-0.2g：75-85mL；（5）一个制备金种子溶液的步骤，取步骤（4）中的P(NIPAM-AM)凝胶空心微球均匀分散在0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）水溶液中，在25-30℃，转速为300-400r/min下，搅拌8-12min，继续加入0.01mol/L氯金酸（HAuCl4）水溶液，恒温搅拌30-40min后，静置1-2h，控制在转速为500-600r/min时剧烈搅拌，加入0.01mol/L硼氢化钠（NaBH4）冰水溶液，溶液瞬间变色为浅茶褐色，继续剧烈搅拌1-2h，得金种子溶液；所述的P(NIPAM-AM)凝胶空心微球、CTAB水溶液、HAuCl4水溶液、NaBH4冰水溶液的物料比为0.03-0.06g：4.5-5.0mL：0.1-0.15mL：0.25-0.35mL；（6）一个制备生长液的步骤，取CTAB水溶液于第四反应容器中，加入0.01mol/L硝酸银（AgNO3）水溶液和0.01mol/LHAuCl4水溶液，静置20-30min后，加入0.1mol/L盐酸（HCl）水溶液，振荡两分钟至均匀，加入0.1mol/L抗坏血酸（Vc）水溶液并摇匀，得生长液；所述的CTAB水溶液、AgNO3水溶液、HAuCl4水溶液、HCl水溶液、0.3-0.35mLVc水溶液的物料比为39-41mL：0.35-0.45mL：1.5-2.5mL：0.7-0.9mL：0.3-0.35mL；（7）一个光热响应型复合凝胶空心微球的步骤，取步骤（5）所得金种子溶液加入到已恒温在28℃的步骤（6）所得生长液中，所述的金种子溶液和生长液的体积比为2-4mL：41.85-45.2ml，持续恒温搅拌6-7h，将所得的反应液离心分离，得光热响应型复合凝胶空心微球，平均粒径为370-680nm；（8）将步骤（7）的光热响应型复合凝胶空心微球加入浓度为0.1mg/mL的盐酸阿霉素（DOX）磷酸盐缓冲溶液中，所述的磷酸盐缓冲溶液的pH为7-7.5，光热响应型复合凝胶空心微球和DOX磷酸盐缓冲溶液的物料比为10mg：10mL，在室温避光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）一个制备二氧化硅实心球的步骤，将质量分数为25‑28%的第一批氨水、第一批无水乙醇和第一批去离子水混合于一个反应容器中，在40‑50℃，转速为1000‑1200r/min下磁力搅拌1‑3min，随后将正硅酸乙酯和第二批无水乙醇的混合溶液快速加入上体系，降低转速为300‑500r/min，搅拌12 ‑13h，随后将反应产物在转速8000‑12000 rpm离心10‑15min，得到粒径为140‑280nm的二氧化硅实心球；所述的第一批氨水、第一批无水乙醇、第一批去离子水、正硅酸乙酯与第二批无水乙醇的体积比为8.5‑9.5 mL ：15‑17 mL：23‑25mL：2.6‑3.5mL：45‑48mL；（2）一个制备γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅实心球的步骤，取步骤（1）得到的二氧化硅实心球、第三批无水乙醇、第二批去离子水和第二批质量分数为25‑28%的氨水加入到第二个反应容器中，超声分散4‑7min， 随后将分散液体系置于预先升温至65‑75℃的油浴锅中，再加入γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，在转速为300‑400r/min时恒温磁力搅拌23‑25h，随后二氧化硅实心球在转速为8000‑12000 rpm下离心，得γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅实心球；所述的二氧化硅实心球、第三批无水乙醇、第二批去离子水、第二批氨水、γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的物料比为0.05‑0.15 g：19.5‑20.5 g ：9‑11 g：1.2‑2g：0.55‑0.7g；（3）一个制备聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球的步骤，将步骤（2）得到的γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅、N‑异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺和第三批去离子水加入到第三个反应容器中，超声分散4‑6min，分散均匀后，通氮气保护，在转速为300‑400r/min下常温搅拌40‑50 min，随后升温至70‑80℃时，加入质量分数为0.16‑0.32%的过硫酸钾水溶液，恒温搅拌9‑10.5h，反应产物在8000‑10000rpm转速下离心4‑7min，水洗，得聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球；所述的γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅、N‑异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、第三批去离子水、过硫酸钾水溶液的物料比为0.03‑0.06g：0.2‑0.3g：0.003‑0.007g：0.02‑0.04g：22‑23g：2.5g；（4）一个制备聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺) 凝胶空心微球的步骤，将步骤（3）得到的聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球经质量分数为20‑26%的氢氟酸水溶液刻蚀8‑9.5h后，复合凝胶微球在转速为10000‑12000rpm下离心处理，得聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)凝胶空心微球；其中，聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球和氢氟酸水溶液的物料比为0.1‑0.2g：75‑85mL；（5）一个制备金种子溶液的步骤，取步骤（4）中的聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)凝胶空心微球均匀分散在0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，在25‑30℃，转速为300‑400r/min下，搅拌8‑12 min，继续加入0.01mol/L 氯金酸水溶液，恒温搅拌30‑40 min后，静置1‑2 h，控制在转速为500‑600r/min时剧烈搅拌，加入0.01mol/L硼氢化钠冰水溶液，溶液瞬间变色为浅茶褐色，继续剧烈搅拌1‑2h，得金种子溶液；所述的聚(N‑异丙基丙烯酰胺‑丙烯酰胺)凝胶空心微球、十六烷基三甲基溴化铵水溶液、氯金酸水溶液、硼氢化钠冰水溶液的物料比为0.03‑0.06g：4.5‑5.0 mL：0.1‑0.15mL：0.25‑0.35mL；（6）一个制备生长液的步骤，取十六烷基三甲基溴化铵水溶液于第四反应容器中，加入0.01mol/L 硝酸银水溶液和0.01mol/L氯金酸水溶液，静置20‑30 min后，加入0.1mol/L 盐酸水溶液，振荡两分钟至均匀，加入0.1mol/L 抗坏血酸水溶液并摇匀，得生长液；所述的十六烷基三甲基溴化铵水溶液、硝酸银水溶液、氯金酸水溶液、盐酸水溶液、抗坏血酸水溶液的物料比为39‑41mL：0.35‑0.45mL：1.5‑2.5mL：0.7‑0.9mL：0.3‑0.35mL；（7）一个光热响应型复合凝胶空心微球的步骤，取步骤（5）所得金种子溶液加入到已恒温在28℃的步骤（6）所得生长液中，所述的金种子溶液和生长液的体积比为2‑4mL：41.85‑45.2ml，持续...
【技术特征摘要】
1.一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）一个制备二氧化硅实心球的步骤，将质量分数为25-28%的第一批氨水、第一批无水乙醇和第一批去离子水混合于一个反应容器中，在40-50℃，转速为1000-1200r/min下磁力搅拌1-3min，随后将正硅酸乙酯和第二批无水乙醇的混合溶液快速加入上体系，降低转速为300-500r/min，搅拌12-13h，随后将反应产物在转速8000-12000rpm离心10-15min，得到粒径为140-280nm的二氧化硅实心球；所述的第一批氨水、第一批无水乙醇、第一批去离子水、正硅酸乙酯与第二批无水乙醇的体积比为8.5-9.5mL：15-17mL：23-25mL：2.6-3.5mL：45-48mL；（2）一个制备γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅实心球的步骤，取步骤（1）得到的二氧化硅实心球、第三批无水乙醇、第二批去离子水和第二批质量分数为25-28%的氨水加入到第二个反应容器中，超声分散4-7min，随后将分散液体系置于预先升温至65-75℃的油浴锅中，再加入γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，在转速为300-400r/min时恒温磁力搅拌23-25h，随后二氧化硅实心球在转速为8000-12000rpm下离心，得γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅实心球；所述的二氧化硅实心球、第三批无水乙醇、第二批去离子水、第二批氨水、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的物料比为0.05-0.15g：19.5-20.5g：9-11g：1.2-2g：0.55-0.7g；（3）一个制备聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球的步骤，将步骤（2）得到的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和第三批去离子水加入到第三个反应容器中，超声分散4-6min，分散均匀后，通氮气保护，在转速为300-400r/min下常温搅拌40-50min，随后升温至70-80℃时，加入质量分数为0.16-0.32%的过硫酸钾水溶液，恒温搅拌9-10.5h，反应产物在8000-10000rpm转速下离心4-7min，水洗，得聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺)/二氧化硅复合凝胶微球；所述的γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷改性二氧化硅、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、第三批去离子水、过硫酸钾水溶液的物料比为0.03-0.06g：0.2-0.3g：0.003-0.007g：0.02-0.04g：22-23g：2.5g；（4）...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡静，花琴，张玉迪，邓维钧，王宇轩，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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