pH/温度响应的两亲性嵌段共聚物的研究

刺激响应性两亲性嵌段共聚物由于具有多种潜在的用途而引起广泛关注。其中，pH和温度响应的嵌段共聚物被认为是较易获得并对外界环境刺激响应较敏感的一类聚合物。本文综述了利用各种可控/活性聚合方法制备不同结构刺激响应性的两亲性嵌段共聚物研究的最新进展，重点介绍聚（甲基）丙烯酸及其酯类与聚环氧乙烷(PEO)和聚环氧丙烷(PPO)类结构的两亲性嵌段共聚物的合成以及它们在水溶液中对pH值和温度变化的响应性。     

磷酰胆碱基pH敏感性ABA型嵌段共聚物的合成与胶束化

采用氯化亚铜/2,2-联二吡啶催化体系, 2,5-二溴己二酸二乙酯为引发剂, 甲醇为溶剂运用希莱克技术, 利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了ABA型三嵌段共聚物PDEAEMA-b-PMPC-b-PDEAEMA. ¹H NMR和GPC(凝胶渗透色谱)对聚合物组成、结构及分子量进行了表征, 利用透光率、粘度测定研究了嵌段共聚物溶液的pH敏感性, 利用表面张力测定、荧光探针和透射电镜研究了嵌段共聚物胶束化作用, 确定了共聚物水溶液的临界胶束浓度(CMC). 结果表明所合成的ABA型三嵌段共聚物水溶液具有pH敏感性, 其临界相变pH 7～7.5. 调节溶液pH值可实现嵌段共聚物胶束化形成“花状”胶束, 并测定了其临界胶束浓度.     

多响应性聚肽共混胶束的药物控释性能

合成了聚(L-谷氨酸)-b-聚氧化丙烯-b-聚(L-谷氨酸)(PLGA-b-PPO-b-PLGA)三嵌段聚肽共聚物.通过透射电镜、激光光散射与核磁共振等方法研究了其与聚乙二醇-6-聚氧化丙烯(PEG-b-PPO)两嵌段共聚物共混体系的自组装行为,使用紫外分光光度计探讨了负载阿霉素的共混聚集体在不同环境下的释药行为.结果表明:该体系形成了以PPO为内核,PLGA和PEG为壳的共混胶束,该共混胶束的释药行为不仅具有pH和温度的响应性,并且对共混胶束的组分具有依赖性.     

不同嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为

采用氢核磁共振(¹H-NMR)、动态光散射(DLS)及透射电子显微镜(TEM)对聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PEG-b-PDMAEMA)三种具有不同PEG/PDMAEMA嵌段比的PEG-b-PDMAEMA共聚物在水溶液中的自聚集行为进行了研究. 研究表明, 两嵌段比例是影响聚合物胶束化过程的关键因素: 只有当其中聚乙二醇含量较低(质量分数低于33%)时, 聚合物才具有其pH/温度敏感胶束化特性. 此外, 共聚物溶液随温度胶束化过程与共聚物嵌段比大小密切相关. PEG-b-PDMAEMA这种不同于传统双亲性嵌段共聚物(DHBCs)在选择性溶剂中独特的胶束化行为, 是由聚合物溶液体系中各种基团之间的氢键作用决定的.     

星型共聚物PEO_3-b-PDMAEMA_3的pH敏感和温敏性研究

本课题组结合阴离子开环聚合技术和原子转移自由基聚合技术,以环氧乙烷(EO)和甲基丙烯酸[2-(二甲基氨基)乙基]酯(DMAEMA)为单体,合成了分子量可控、分子量分布窄的星型嵌段共聚物PEO3-b-PDMAEMA3。基于PEO的亲水性和PDMAEMA的温敏和pH敏感性,我们用荧光光谱仪、动态激光散射仪等比较研究了该系列星型嵌段共聚物在水溶液中的温敏及pH敏行为,证明其具有温敏和pH敏感性,而且其临界胶束化pH值要小于相应的线型嵌段共聚物的临界胶束化pH值。     

聚乙二醇-聚谷氨酸-聚丙氨酸三嵌段共聚物的合成及其胶束的pH-响应性药物控制释放

通过大分子引发剂ω-胺基-α-甲氧基聚乙二醇引发N-羧基-α-氨基环内酸酐开环聚合和酸性水解制备了一种具有pH-响应性的三嵌段共聚物聚乙二醇-聚谷氨酸-聚丙氨酸(mPEG-PLGA-PLAA).通过核磁共振、ζ-电势、动态光散射、电子显微镜等手段表征了此类三嵌段共聚物的自组装过程及所形成胶束的pH-响应性.使用圆二色谱和红外光谱,分析了胶束结构随环境pH值转变过程中聚氨基酸链段二级结构的变化.以阿霉素作为模型药物,研究了三嵌段共聚物的载药能力和在不同pH条件下的药物释放能力.在碱性条件下,PLGA链段去质子化,链段从疏水性变为亲水性,胶束中间层由于水合作用变得松散,药物释放速率增加;在酸性条件下,PLGA链段质子化,不带电荷,与阿霉素药物分子间的静电相互作用消失.同时,PLGA链段α-螺旋含量增加,形成由链内氢键维持的刚性棒状结构,将链段周围包埋的药物分子"挤出",加速了药物的释放.     

光-温度双重响应PNIPAM-b-PPAPEA共聚物的合成及其胶束特性

本文以二硫代苯甲酸异丁腈酯(CPDB)作为链转移剂,AIBN为引发剂,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和2-(4-苯基偶氮苯氧基)乙基丙烯酸酯(PAPEA)为单体,利用RAFT聚合法合成了PNIPAM及其嵌段共聚物PNIPAM-b-PPAPEA。利用FT-IR、~1H NMR、GPC对PNIPAM及其嵌段共聚物的结构进行了表征。同时,通过TEM、DLS和UV等手段测定了该嵌段共聚物胶束的形貌及大小、胶束的光响应性和温度响应性。结果表明,PAPEA的RAFT聚合反应动力学曲线呈良好的线性关系,PNIPAM-b-PPAPEA分子量分布小于1.3;PNIPAM-b-PPAPEA在水相中自组装形成球形胶束,其粒径随PPAPEA链段分子量的增加而增大;胶束呈现出良好的光响应性;随着温度的升高,胶束粒径变小,显示出明显的温度响应性。     

聚乙二醇-b-聚赖氨酸/C_(60)/ZnTPPS胶束及功能化研究

利用嵌段共聚物胶束将C60和5,10,15,20-四-(4-对磺酸基苯基)-锌卟啉(ZnTPPS)同时负载,在水相中实现电荷传递以扩大其应用范围.通过对ZnTPPS在复合胶束内的光学稳定性测定,发现C60的存在使ZnTPPS的稳定性得到极大的提高.以甲基紫精(MV2+)为模型化合物,发现复合胶束光催化还原MV2+能力最强,证明该复合胶束具有较强电子转移的能力和较高的光学活性.     

嵌段共聚物在选择性溶剂稀溶液中的静态与动态光散射

用准弹性光散射技术研究了在30℃的选择性溶剂中具有不同嵌段类型和分子量的聚-α-甲基苯乙烯和聚[2-(4-乙烯基苯基)乙醇]的嵌段共聚物的溶液性质。静态光散射的结果表明所有共聚物经历了分子间的缔合并在溶液中形成了胶束。它们的大小及缔合数随嵌段类型和溶剂而改变。还给出了流体力学半径,表观回旋半径及第二维里系数。同时,根据实验结果绘出了胶束结构示意图。     

pH响应两亲嵌段锌酞菁聚合物光敏剂的制备及光活性

将氨基锌酞菁（ZnTAPc）与甲基丙烯酰氯反应制备出含有不饱和双键的取代锌酞菁衍生物（MeZnAPc）,采用ATRP法将聚乙二醇单甲醚大分子引发剂（mPEG110-Br）与甲基丙烯酸（2-异丙胺基）乙酯（DPA）和MeZnAPc共聚,制得一种新型pH响应两亲嵌段锌酞菁聚合物光敏剂（PEG110-b-P（DPAn-co-MeZnAPcm））.用1HNMR,FTIR对MeZnAPc和聚合物光敏剂进行表征.UV-vis测试表明该聚合物光敏剂在pH6.0～6.5具有较好的pH响应性.以1,3-二苯基苯并呋喃（DPBF）为底物研究了该聚合物光敏剂的光催化氧化效率,结果表明其具有较高光活性.利用该聚合物光敏剂在不同pH的水溶液中对L-色氨酸进行光催化氧化实验,结果发现在pH5.5不存在胶束时,锌酞菁可以较好地分散在溶液中,并能维持较高光活性,而在pH7.4形成胶束时可以将锌酞菁很好地包裹在其内部,使其光活性大大降低.因此,这种pH响应两亲嵌段锌酞菁聚合物作为一种新型光敏剂,在光动力学治疗领域有较好的应用前景.