静电作用促进的pH响应动态共价硼酸酯键原位合成单分子胶束的方法

技术领域

本发明属于小分子表面活性剂胶束通过双头连接分子对表面活性剂的原位共价连接生成单分子胶束的制备技术领域，具体涉及静电作用促进的pH响应动态共价硼酸酯键原位合成单分子胶束的方法。

背景技术

表面活性剂胶束的微结构是由极性壳和疏水核构成，在仿生、药剂及其它广泛的工业和日常生活中具有不可取代的重要作用。由于胶束中极性和非极性异质微环境的共存，大多数应用都与胶束的增溶作用或客体分子的加载有关。驱动胶束超分子形成的分子间弱相互作用，决定了溶液中胶束与单体处于动态平衡状态，这种性质意味着胶束在复杂流体中存在由于发生解离而使客体分子泄漏的风险，从而限制了其在某些领域的应用。采用动态共价键使构成胶束的分子原位连接，则可以在保留胶束的主要优点的同时更大程度地避免胶束的解离，以拓展表面活性剂胶束的应用领域。单分子胶束在结构上具有纳米尺寸和多孔性特征，但是由于疏水核内的烷基链为溶胶相态(solphase)，使其孔径具有多级可变性，属于软材料的范畴。因此单分子胶束作为载体兼具超分子胶束与多孔纳米粒子的优势，有巨大的应用潜力和广泛的拓展空间。

小分子表面活性剂胶束原位合成单分子胶束是一个新的概念和技术。典型的单分子胶束制备技术是基于经典的聚合物合成的理念，涉及到大量的合成工作和成本；另一种方法是在聚合物胶束的基础上原位连接合成单分子胶束，这种单分子胶束的粒径较大、结构的疏水与亲水域不明确、连接位点是沿着聚合物链随机发生的。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种基于小分子表面活性剂混合胶束原位共价连接的单分子胶束的制备方法。该方法设计合成了乙二铵间隔基团的双苯硼酸连接分子(BTEAB)，能够通过正电荷位点锚定在负电荷的胶束(如SDS胶束)表面。在pH大于BTEAB的pK

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，静电作用促进的pH响应动态共价硼酸酯键原位合成单分子胶束的方法，其特征在于具体过程为：原始的超分子胶束为十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂与十二烷基麦芽糖酐(DM)表面活性剂的混合胶束，双苯硼酸连接分子(BTEAB)通过与SDS静电作用锚定在混合胶束表面，促进BTEAB与DM生成动态共价单分子胶束，单分子胶束中硼酸酯的pK

进一步限定，所述混合胶束中十二烷基硫酸钠表面活性剂与十二烷基麦芽糖酐表面活性剂的摩尔比为2:1，该混合胶束表面富含负电荷和羟基基团。

进一步限定，所述双苯硼酸连接分子的合成路线为：

进一步限定，所述BTEAB与SDS/DM混合胶束的相互作用为：BTEAB的两个季铵盐阳离子与混合胶束中SDS的硫酸阴离子静电作用，使BTEAB离子锚定在混合胶束表面，BTEAB的两个硼酸头基与DM的多羟基反应生成pH响应的动态共价键结合的硼酸酯，原位合成单分子胶束。

进一步限定，所述BTEAB与SDS的静电作用使BTEAB锚定在混合胶束表面，促进了BTEAB与DM形成酯键，此时硼酸酯的pK

进一步限定，所述单分子胶束为pH响应的软纳米载体。

本发明具有如下优点和有益效果：本发明由小分子表面活性剂胶束原位制备的单分子胶束粒径小于10nm、分子量由胶束聚集数限定、在水溶剂中不易聚沉，采用芳香基硼酸酯共价键连接，能实现pH刺激响应的单分子胶束与超分子胶束的转化，进而构建出更有价值的软纳米载体。

附图说明

图1为三元BTEAB/SDS/DM稀溶液相图，单组分角对应的浓度为10mM。图中L、S+L和C分别表示液相、固-液两相和絮凝态-液两相区，其中S+L为在pH＝8.0时存在的相区，C为在pH＝8.8时存在的相区，其中颜色深度渐变的圆点表示三元BTEAB/SDS/DM组成以0.25/0.5/0.25为核心的区域。

图2为在BTEAB/SDS/DM三元混合溶液中BTEAB在266nm波长下的吸光度随溶液pH值的变化及其一阶导数曲线，测量温度为25℃。

图3当浓度比为1:2:1的BTEAB/SDS/DM三元体系在pH＝8.0(S+L两相)和pH＝8.8(单相)之间变化时，溶液中残留BTEAB的摩尔比。BTEAB浓度通过UV吸光度法测量，数码图片显示沉淀的形成过程，实验温度为25℃。

图4为BTEAB分别在水溶液(实线)、SDS水溶液(点线)和SDS/DM水溶液(短横线)中的本征荧光光谱，溶液含100mM磷酸盐，pH≥8.8。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

SDS为阴离子表面活性剂，BTEAB通过季铵盐正电荷与负电荷的SDS胶束静电吸引锚定在胶束表面，即BTEAB作为SDS的反离子在溶液中存在游离离子与静电结合离子之间的动态平衡。DM为多羟基的非离子表面活性剂，与BTEAB的硼酸发生酯化反应生成硼酸二醇酯，尤其在pH>pK

基于三元BTEAB/SDS/DM体系的设计，SDS为锚定BTEAB在胶束表面的限定分子，但是不含DM的BTEAB/SDS混合体系中BTEAB仅仅为胶束的反离子，电荷中和造成在较宽的组成区间发生相分离；DM为动态共价酯键的羟基供体分子，但是由于弱的亲和性不足以抵抗BTEAB的热运动而不能与DM生成单分子胶束。图1为BTEAB/SDS/DM稀溶液的准三组分相图，单组分角对应的浓度为10mM，其中颜色深度渐变的圆点表示三元BTEAB/SDS/DM组成以0.25/0.5/0.25为核心的点，在该组成附近的区域，pH为8.0时为S+L两相共存，pH为8.8时为单分子胶束溶液。单分子胶束的生成是三个组分协同作用的结果。

基于BTEAB的弱酸性质获得pH相应功能，实验测量BTEAB/SDS/DM的pK

基于BTEAB的弱酸性质获得pH响应功能，配制pH≥8.8的BTEAB/SDS/DM浓度比为1:2:1的溶液，如BTEAB浓度为5mM，用浓盐酸调节pH为8.0，出现白色沉淀，测量离心后的上清液BTEAB浓度，用相对于原始BTEAB的摩尔比表示液相中残余的量，三次循环的摩尔比皆为0.67；再将pH＝8.0的两相体系用浓NaOH溶液调节到pH＝8.8，体系恢复为单相溶液，结果如图3所示。沉淀相为BTEAB与SDS的复合物盐，此时BTEAB有sp

基于BTEAB的本征荧光性质证明单分子胶束的形成，分别测量BTEAB、BTEAB/SDS和BTEAB/SDS/DM三个体系在pH≥8.8时BTEAB的本征荧光，如图4所示。在碱性条件下BTEAB的荧光很弱，不具备明显的分析化学价值；加入等电荷比的SDS后荧光有一定的增强，反映了SDS胶束对BTEAB的锚定作用；再加入与BTEAB等摩尔的DM，荧光强度明显增强，能够清晰地表征BTEAB与DM之间共价硼酸酯键的生成，再结合我们对ITC测量、

本发明由小分子表面活性剂胶束制备的单分子胶束粒径小于10nm、分子量由胶束聚集数限定、在水溶剂中不易聚沉，采用芳香基硼酸酯共价键连接，能实现pH刺激响应的单分子胶束与超分子胶束的转化，进而构建出更有价值的软纳米载体。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。