智能微胶囊的制备与性能测试(3)

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1.3 金纳米粒子负载微凝胶简况

金纳米粒子与宏观的块状金相比有不同之处在于因为其具有量子尺寸效应和表面效应，所以有不同的催化性能、电学性能和光学性能。正是由于这些独特的性质，金纳米粒子在催化、传感器、光电器件和生物医学等领域有潜在的用途，所以近年来收到大家普遍的关注[7]。单纯的金纳米粒子具有很高的表面能，极易产生聚集现象从而形成尺寸更大的金颗粒，于此同时就会失去金纳米粒子的独特性能，所以单纯的金纳米粒子没有太大的实用价值，需要将它负载在特定的载体或介质中。如果将金纳米粒子负载在智能微凝胶中，形成的智能复合微凝胶不仅保留了金纳米粒子的特性而且对于外界改变也具有了响应性。有的复合微凝胶甚至还可能出现新的性能[8]。如将金纳米粒子和具有温敏性的微凝胶结合起来，形成的复合微凝胶就会具有光刺激响应性[9]。载金颗粒的智能纳米载体微凝胶是一类先进的多功能复合聚合物，在药物输送与可控释放、传感器、智能微反应器等领域有良好的应用前景，因此近年来开始受到国内外材料科学家的关注[10]。

温度刺激响应性的微凝胶中最具有代表性的便是聚（N-异丙基丙烯酰胺）( PNIPAM)。PNIPAM同时具有亲水性和疏水性基团，当环境温度低于其最低临界溶解温度( LCST) 时，亲水基团与水分子之间具有较强的氢键作用，PNIPAM为舒展状态;当环境温度高于LCST 时，氢键则会被破坏，此时疏水作用为主，PNIPAM呈紧缩状态。PNIPAM 的LCST 为32℃左右，在人体生理温度附近，因此，PNIPAM 的这种温度响应性使其在医药与生物工程中的应用十分活跃，如药物的控制释放体系、生物反应器、人造肌肉、酶固定以及细胞的分离与培养等[11]。

1.4 PNIPAM负载金的制备

1.4.1 直接分散法(共混法)

直接分散法第一步是制备出金纳米粒子，第二歩是将其与PNIPAM分散混合，最后通过仪器对混合物进行加工和复合。这种方法是最常见的制备方法之一，适合各种形态的金纳米粒子的制备。这类方法的优点在于过程简单，容易实现工业化。单纯的金纳米粒子表面能很高，极易产生聚集从而形成尺寸更大的金颗粒，而常规的共混方法不能减少金纳米粒子与PNIPAM之间的界面能差，产品的稳定性能下降。为防止金纳米粒子团聚，共混前通常要加入表面活性剂或对金纳米粒子表面改性处理，提高其在 PNIPAM 微凝胶溶液中的分散均匀程度，降低纳米粒子金的表面能[11]。

1.4.2 聚合物基底原位聚合法

该方法首先使金纳米粒子均匀分散在 PNIPAM 凝胶溶液中，然后在适当条件下引发二者聚合，从而制备出纳米复合材料。这种制备方法的关键仍是保持溶液的稳定性；一般采用向金纳米粒子表面引入稳定性基团的方法，以达到稳定分散、聚合的目的。

1.4.3 原位合成AuNPs法

利用改性后的 PNIPAM 聚合物独有的官能团对金离子的络合吸附及基体对反应物运动的空间位阻或是基体提供了纳米级的空间限制，从而原位反应生成 AuNPs 构成纳米复合材料。具体而言，即通过与功能性单体的共聚，在PNIPAM 聚合链上引入一些可吸附金的基团，如氨基、巯基等，与金离子配位后，经过转化反应形成金纳米载体。

1.4.4 其他方法

近年来研究者开发了许多独创的PNIPAM负载金的制备方法，如辐射法、离子交换法、LB 膜法及MD 膜法等，这些方法对于制备金纳米载体具有很大的促进作用［11］。

1.5 载金纳米粒子温度刺激响应性复合微凝胶的应用

1.5.1 药物输送与可控释放

载金聚合物微凝胶作为药物输送载体具有生物相容性好、其载药量高、保护药物不被破坏、易通过生物降解从人体内代谢掉等特点。金纳米粒具有灵敏的光学吸收能力以及光热转化性能，它们可以大量吸收可见光及近红外区域的光。由于这种吸收对金纳米粒的大小、形态以及周围介质都非常敏感因此可通过调节金纳米粒的核壳比或长径比，将它们的光学吸收峰位置调节到近红外区域。金纳米粒与PNIPAM 微凝胶结合后，PNIPAM 的温敏特性与金纳米粒灵敏的光学吸收能力以及光热转化性能也相结合，由于人体对近红外光具有可透过性，因此，有望用于人体内的药物传递和光热控释[12-14]。