一种微流控制备单分散PFOB纳米乳的方法

allin2025-12-29  47


本发明涉及纳米乳材料制备,具体涉及一种微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,适用于制备多种纳米乳颗粒。


背景技术:

1、全氟溴辛烷(pfob)是一种具有出色生物相容性和生化惰性的无色无味液体,其在临床领域的应用已相当广泛,因其内部极高的氧溶解度,被视为一种颇具潜力的人工血液替代品。由于非常疏水疏脂,需要以pfob为核心,通过两亲性表面活性剂的稳定作用,得到稳定的纳米乳颗粒,已经被大量用于药物输送和诊断成像,包括超声成像和19f磁共振成像等等。

2、近年来广泛使用的表面活性剂如pluronic-68和人血清白蛋白等,前者生物相容性不佳,而后者则难以修饰,故而需要开发兼具良好的生物相容性且易于合成和修饰的表面活性剂。

3、纳米乳的传统制备方法(包括超声乳化法、高压均质法等)混合效率低、质量传递缓慢,所获得的纳米粒子粒径分布宽、分散性差、可重复性差,这些缺点可能会进一步影响纳米乳的稳定性和生物安全性。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题,以制备一种可以精准控制粒径、粒径均一且分布范围窄的纳米乳颗粒,本发明的目的在于提供了一种微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,以具有亲水性的2-乙基-2-噁唑啉单体和具有疏水性的2-壬基-2-噁唑啉为反应原料,经过①微波单体聚合合成具有良好生物相容性的功能化两亲性嵌块聚合物pox,②微流控方法制备得到粒径均一且单分散、稳定的pox-pfob neps。其与文献报道的纳米乳制备方法的不同之处在于,微流控能够精确控制流速和浓度配比,从而实现对粒径的精准控制;故而产物不限于pox-pfob neps,可拓展到更多的具有核壳结果的纳米颗粒。

2、为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:一种微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,包括以下步骤:

3、步骤一、两亲性嵌段聚合物(聚(2-噁唑啉),pox)的合成:

4、在氮气气氛中将单体1(2-乙基-2-噁唑啉)和引发剂对甲苯磺酸甲酯(meotf)加入溶剂乙腈中,简单涡旋混匀后在微波条件下反应,之后加入单体2(2-壬基-2-噁唑啉),简单涡旋混匀后继续在微波条件下反应,所得产物加入终止剂并搅拌终止聚合,即得到pox聚合物粗产物,之后用乙醚重沉淀,再重新溶解于少量甲醇,经透析后再冻干,最终得到pox聚合物。

5、步骤二、微流控合成:

6、将步骤一中所得到的pox聚合物溶于pbs中,并以高流速通入两侧入口,而全氟溴辛烷(pfob)则以较低流速通入中间通道,经过整个通道中自组装过程,pox聚合物在pfob纳米液滴表面形成一层壳,从而得到纳米乳(pox-pfob neps)。

7、由上,聚(2-噁唑啉)(pox)作为聚乙二醇(peg)的替代品,具有同样优秀的生物相容性,微波辐射提供的高温高压使得聚合效率大幅提高且将副反应保持在最低限度,而具有亲水性的2-噁唑啉单体和具有疏水性的2-噁唑啉单体的共聚结合功能性终止剂的引入,最终实现了多功能两亲性聚合物pox的可控合成。

8、微流控能够以受控方式从微米尺度或更小规模操纵流体,是一种可控合成纳米颗粒的新技术。溶剂极性的变化可以推动脂质或其他两亲性分子的自组装。通过控制水相和有机相之间的流速比(frr)、两条流的总流速(tfr)和各相浓度配比等,可以调整最终产生的纳米颗粒的大小以及粒径分布,提高其药物装载能力和可重复性。

9、可选地,所述的步骤一中的微波反应的温度为140℃,第一次反应时间是14分钟,第二次反应时间则为13分10秒,全程保证无水无氧。

10、可选地,所述的步骤一中的终止剂为三乙胺和罗丹明b,三乙胺作为质子清除剂,罗丹明b通过末端的羧基终止生长的聚合物链。

11、可选地,所述的步骤二中微流控芯片包含三个宽度为100μm的入口,一个由两段组成的微通道,其宽度为300μm,以及一个用于收集pox-pfob neps的出口;第一段是一个长度为10mm的直段;第二段是一个由三个循环组成的双螺旋段,宽度同样为300μm;整个微通道的高度均为50μm。

12、可选地,所述的步骤二中,全氟溴辛烷以10μl/min的流速注入微流控芯片,pox溶液以60μl/min的流速从两侧通道注入微流控芯片,所有入口的流速均使用高精度注射泵精确调节,从而实现对粒径的控制。

13、可选地,所述的步骤二中,两亲性嵌段聚合物pox的亲水段提供水溶性,疏水段能高效封装全氟溴辛烷纳米液滴,从而最终得到在水中溶解度高且稳定的具有核壳结构的pox-pfob neps。

14、与现有技术相比,本发明的有益效果和优点在于:提供了一种微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,仅仅只需要通过调整pox的浓度以及对各相流速的控制即可实现单分散的pfob纳米乳的连续生产,具有操作简便、可控性高的特点。而且通过透射电子显微镜观察和粒径统计证明了得到的pfob纳米乳颗粒形态完整,尺寸均一,在水中能稳定分散。同时有着广泛的应用前景:①药物递送,pox-pfob neps可以作为药物载体,用于封装和递送药物分子。其核壳结构可以保护药物分子免受外界环境的破坏,并合成带有特定的靶向基团的pox聚合物实现药物的精准递送。通过调整pox聚合物的亲水段和疏水段的长度和比例,可以控制纳米乳的粒径和表面性质,从而优化药物递送的效率和效果。②诊断成像,纳米乳中的罗丹明b可以提供荧光信号,用于荧光成像。pfob的高氟含量使其成为19f磁共振成像的理想候选物。此外,通过对pox聚合物结构的设计和优化,也可以连接上一些已经用于临床的造影剂如gd(iii)-dota等,以适应不同的成像需求。



技术特征:

1.一种微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,所述的步骤一中的微波反应的温度为140℃,第一次反应时间是14分钟,第二次反应时间则为13分10秒,全程保证无水无氧。

3.根据权利要求1所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,所述的步骤一中的终止剂为三乙胺和罗丹明b,三乙胺作为质子清除剂,罗丹明b通过末端的羧基终止生长的聚合物链。

4.根据权利要求1所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,所述的步骤二中微流控芯片包含三个宽度为100μm的入口,一个由两段组成的微通道,其宽度为300μm,以及一个用于收集pox-pfob neps的出口;第一段是一个长度为10mm的直段;第二段是一个由三个循环组成的双螺旋段,宽度同样为300μm;整个微通道的高度均为50μm。

5.根据权利要求1所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,所述的步骤二中,全氟溴辛烷以10μl/min的流速注入微流控芯片,pox溶液以60μl/min的流速从两侧通道注入微流控芯片,所有入口的流速均使用高精度注射泵精确调节,从而实现对粒径的控制。

6.根据权利要求1所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法,其特征在于,所述的步骤二中,两亲性嵌段聚合物pox的亲水段提供水溶性,疏水段能高效封装全氟溴辛烷纳米液滴,从而最终得到在水中溶解度高且稳定的具有核壳结构的pox-pfob neps。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的微流控制备单分散pfob纳米乳的方法制备的纳米乳pox-pfob neps。

8.一种根据权利要求7所述的纳米乳pox-pfob neps在作为药物载体中的应用。


技术总结
本发明公开了一种微流控制备单分散PFOB纳米乳的方法,涉及纳米乳材料制备技术领域,包括:以2‑噁唑啉单体为反应原料,经过微波单体聚合合成POx聚合物,再通过微流控方法,POx聚合物溶于PBS中,并以高流速通入两侧入口,而全氟溴辛烷则以较低流速通入中间通道,经过整个通道中自组装过程,POx聚合物在全氟溴辛烷纳米液滴表面形成一层壳,从而得到粒径均一且单分散、稳定的纳米乳POx‑PFOB NEPs。本发明采用的微流控能够精确控制流速和浓度配比,从而实现对粒径的精准控制;故而产物不限于POx‑PFOB NEPs,可拓展到更多的具有核壳结构的纳米颗粒。

技术研发人员:杨玉琪,董慧灵,周欣
受保护的技术使用者:中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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