两性离子聚合物的生物应用

两性离子聚合物具有亲水的阴、阳离子基团,能够高度水化从而具有独特的抗生物污染性能,即能够阻抗非特异性蛋白质的吸附、细菌黏附和生物膜的形成,这种特性使得此类材料在生物医学等相关领域得到越来越多的应用。本文概略介绍了现有两性离子聚合物的抗生物污染机理——空间排斥效应和水化理论。基于抗生物污染性质,两性离子聚合物可用于防污涂层、抗菌涂层、抗凝血材料、生物医学诊断、药物传输、基因传递载体、分离膜以及船体涂料中。本文综述了两性离子聚合物的应用进展,分析了当前研究中需要解决的问题以及发展趋势,并展望了其应用前景。     

两性离子聚合物的抗蛋白质吸附机理及其应用

两性离子聚合物是一类同时带有阴、阳离子基团的聚合物。依据分子结构,它主要包括磷酰胆碱型、磺基甜菜碱型、羧基甜菜碱型以及混合型两性离子聚合物等。两性离子聚合物溶液性质可以通过调节溶液的pH值来实现近似阳离子或阴离子聚电解质。两性离子聚合物又具有特殊的“反聚电解质效应”。另外,两性离子聚合物还具有极强的亲水性、优良的热和化学稳定性、优异的生物相容性以及良好的抗污染性能等特性。本文着重介绍了两性离子聚合在抗蛋白质吸附机理的研究进展,同时针对近年来两性离子聚合物在抗污染材料、药物及基因的运输载体、物质检测与分离材料等领域的应用进行了简要的概述。并且,就两性离子聚合物在这几个应用领域的发展前景进行了展望。     

两性离子聚合物的合成及应用

两性离子聚合物因独特的链结构,使其具有卓越的化学性能、良好的热稳定性与水化性能,尤其是具有"反聚电解质效应溶液行为"这一特点,近年来引起了广泛关注。因大多数两性离子聚合物链内引入了—OH,—COOH,—SO3H等亲水基团,使其具有抗蛋白质污染、抗细菌黏附及抗凝血等性能。迄今为止,人们已合成了很多新型的、功能化的两性离子聚合物并将其应用于石油工业、生物医用材料、药物合成和污水处理等各个领域。本文主要对两性离子聚合物的结构、性质、合成方法、应用、最新研究成果及发展前景等作了简单的概述和分析,并对它的合成方法和应用作了主要介绍,以期对两性离子聚合物的研究和发展有所借鉴。     

丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵共聚物的合成及其性能

以二甲氨基乙醇和丙烯酰氯为原料,制得丙烯酸二甲胺乙酯（DMAEA）; DMAEA与1,3-丙磺内酯反应制得甜菜碱型乙烯基两性离子单体--甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵（MSBM）; MSBM与50%丙烯酰胺水溶液共聚合成了两性聚合物丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵(AM/MSBM),其结构经¹H NMR和IR确证。研究了矿化度,剪切作用和温度对AM/MSBM粘度的影响。结果表明：AM/MSBM具有反聚电解质溶液行为。在实验条件（盐水矿化度1 075.9 mg·L^-1,温度45~75 ℃,剪切速率2 000 rpm）下,AM/MSBM的粘度保持率＞90%。模拟驱油实验结果表明,AM/MSBM可提高采收率13.2%。     

微波辐照下丙烯酰胺的原子转移自由基共聚合

在微波辐射下,以水为反应介质,2-氯丙酰胺为引发剂,氯化亚铜/2,2′-联吡啶为催化体系,自制的磺基甜菜碱两性离子功能单体3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)与丙烯酰胺(AM)单体进行原子转移自由基共聚合反应,得到磺基甜菜碱型两性离子聚合物P(AM-DMAPS)。 讨论了微波功率、反应时间、单体用量、引发剂用量、催化剂和配体用量等因素对聚合反应的影响,并与相应的热聚合法进行了对照。 结果表明,微波辐射功率240 W,反应时间为1250 s时,微波辐射下共聚合的表观速率常数(Kappp)为热聚合法4.5倍,此时AM与DMAPS在水介质中的最佳合成条件为:单体总浓度4 mol/L(其中功能性单体DMAPS在混合单体中所占摩尔分数为1.0%),引发剂浓度0.015 mol/L,催化剂浓度0.01 mol/L。 此时转化率为40.15%,Mn为46410。     

“活性”/可控自由基聚合制备两性离子聚合物及其应用

两性离子聚合物是在高分子链段上包含丰富等量阴离子基团与阳离子基团的聚合物,因具备优异的亲水性、生物相容性等独特的性质,近年来在抗污染、生物医药等领域展示了极广阔的应用前景。按照其结构特征,可以大体被分为混合电荷型与甜菜碱型两性离子聚合物。目前两性离子聚合物的制备方法多种多样,从实际应用的角度出发,使用"活性"/可控自由基聚合制备两性离子聚合物具有独特的优势,如分子量可控、易于制备复杂结构聚合物等,这些特性拓宽了两性离子聚合物的应用领域。本文沿"单体直接聚合"和"聚合物后修饰"两条路径,介绍了使用"活性"/可控自由基聚合制备两性离子聚合物的优势及进展,同时从抗污染材料、生物医药材料、物质检测与分离等方面概述了两性离子聚合物的主要应用,并对其未来发展作出展望。     

一种仿细胞膜聚合物用于碳纳米管表面改性

以新型含有磷酸胆碱基的仿细胞膜两亲聚合物——胆固醇封端的聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱)(CPMPC)为表面稳定剂实现碳纳米管的表面改性,利用两亲聚合物中的胆固醇疏水段与碳纳米管表面进行非共价键的稳定结合,通过两亲聚合物中聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)(PMPC)亲水段实现其水溶性和生物相容性.并以商业可获得的典型两亲分子,末端为胆固醇的聚氧乙烯(CPEG)和卵磷脂,为对照进行研究.研究表明CPMPC和CPEG均具有比卵磷脂更高的对碳纳米管进行分散的能力.而CPMPC改性的碳纳米管比CPEG改性的碳纳米管具有更优的稳定性和生物相容性,通过新型仿细胞膜聚合物改性的碳纳米管在生物医用领域有潜在应用.     

两性离子化合物对胃蛋白酶活性的影响

酶是自然界重要的生命活性物质,其结构和性质容易受到外部环境的影响,提高及保持酶活性是当今研究的热点之一。本文以胃蛋白酶为模型,研究了两性离子化合物甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)、甲基丙烯酸磺酸基甜菜碱酯(SBMA)、甲基丙烯酸羧基甜菜碱酯(CBMA)对胃蛋白酶活性的影响。结果表明,在60℃条件下经过2h,添加CBMA的胃蛋白酶活性是对照样的453%,60℃条件下6h后仍为对照样的胃蛋白酶活性的330%。CBMA可显著提高胃蛋白酶活性。     

两性离子聚合物的研究进展

两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料。因其水化能力强、生物相容性好等特点,在生物医药等领域得到了广泛研究和应用。本综述首先对两性离子聚合物的性质、分类、合成等方面进行了简单的概述;然后针对两性离子聚合物在防污涂层、蛋白质改性、药物递送、膜分离材料等4个方面的应用介绍其研究进展;最后对两性离子聚合物未来的发展进行了简单的评述和展望。     

新型功能单体溴化甲基丙烯酰氧乙基二甲基羧壬基铵的合成与表征

新型功能单体溴化甲基丙烯酰氧乙基二甲基羧壬基铵的合成与表征;溴化甲基丙烯酰氧乙基二甲基羧壬基铵;两性梳形聚丙烯酰胺;可聚合甜菜碱     

可生物降解抗污材料

研究和开发抗生物污染材料,降低蛋白质的非特异性吸附和微生物的附着生长,不仅可以大大提高仪器的灵敏度,降低植入材料在愈合过程中的副作用,如炎症和血栓等,还可以节省很多航海时所需的能源和动力。目前抗污染材料多为亲水性的聚乙烯醇、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(2-口恶唑啉)、聚乙二醇和两性离子聚合物。虽然这些材料抗污染能力强,但是分子链大多为聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺,不具有可生物降解性。可生物降解抗污材料可通过将抗污功能分子引入到可生物降解的基质分子(如脂肪族聚酯、聚碳酸酯、聚多肽和多糖等)中得到。本文综述了可生物降解抗污材料的研究进展,首先介绍了生物污染的危害,抗生物污染材料的分类、特征和存在的问题。重点综述了可生物降解抗污材料的研究现状,从亲水性聚合物(如聚乙二醇、两性离子聚合物)和抗污剂具体阐述了可降解抗污材料的抗污机理、合成、结构和性能,并对可生物降解抗污材料的未来发展进行了展望。     

两性离子聚合物涂层的研究与应用进展

两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料,因其独特的分子结构和理化性质引起了人们广泛的关注。两性离子聚合物具有极强的水化能力,通过结合水分子可以在材料表面形成一层致密的水化层,使其成为涂层材料功能化的良好选择,在诸多领域具有潜在的应用价值。从介绍两性离子聚合物的分类及聚合物涂层的制备方法入手,进一步对两性离子聚合物在海洋防污、生物医学和膜分离技术中的应用研究进展进行论述,最后对两性离子聚合物及涂层的发展进行总结和展望。     

2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单全及其聚合物的合成与应用

近年来,生物医用高分子材料的生物相容性研究备受关注.基于仿细胞膜外层结构设计合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)及其聚合物研究已成为一个新热点.大量研究结果表明,用MPC聚合物修饰生物材料表面,可获得良好的血液相容性和组织相容性.本文综述了MPC单体及其聚合物的合成以及其在人造器官、组织工程、血液净化、药物控释与基因治疗、固定化酶、生物传感器等方面的应用,探讨了MPC聚合物研究应用的发展趋势.     

2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体及其聚合物的合成与应用

近年来,生物医用高分子材料的生物相容性研究备受关注。基于仿细胞膜外层结构设计合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱（MPC）及其聚合物研究已成为一个新热点。大量研究结果表明,用MPC聚合物修饰生物材料表面,可获得良好的血液相容性和组织相容性。本文综述了MPC单体及其聚合物的合成以及其在人造器官、组织工程、血液净化、药物控释与基因治疗、固定化酶、生物传感器等方面的应用,探讨了MPC聚合物研究应用的发展趋势。     

生物医用纳米颗粒表面的两性离子化设计

生物医用纳米颗粒的表面设计对维持纳米颗粒稳定性和抑制蛋白质非特异性吸附从而实现体内长效循环等具有重要意义.具有细胞膜仿生结构的两性离子界面能通过离子静电作用形成高效水合层,不仅可有效增强纳米颗粒的稳定性和抗免疫清除能力,通过提高体内循环时间增强其"被动"靶向能力,而且当与环境响应性或生物活性分子复合后,还可有效实现纳米颗粒的"主动"靶向功能,因此"两性离子化"已经发展为纳米颗粒表面设计的新策略.本文主要概述了两性离子材料在生物医用纳米表面设计中的应用进展,包括小分子和聚合物两性离子对无机纳米颗粒的表面修饰、聚合物两性离子组装体用于抗肿瘤药物传递等,同时也介绍了混合电荷材料的一些特殊性质和应用.     

两性离子聚合物在恶性肿瘤治疗中的应用

两性离子聚合物是一类同时具有酸性和碱性基团的聚合物,在特定p H环境以两性离子的形式存在.两性离子聚合物以水化性能强、抗细菌黏附能力显著、可电荷翻转及易化学修饰等优异性能引起了人们的广泛关注.本文主要根据两性离子聚合物的结构进行分类,并对其在恶性肿瘤的早期诊断和治疗领域的研究进行了分析和总结,展望了两性离子聚合物的发展前景.     

季铵盐型阳离子聚合物的合成及其应用

介绍季铵盐型阳离子聚合物的合成方法,主要包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基氯化铵、表氯醇和丙烯酰胺等单体直接聚合方法,及天然高分子和聚乙烯醇的改性制备方法等。同时总结了季铵盐型阳离子聚合物在涂料、环境、水处理等领域的应用。     

正交实验法在 6-甲基丙烯酰氧基己磺酸钠合成中的应用

聚(6-甲基丙烯酰氧基)己磺酸钠(PSSHMA)是我们最近合成的、具有较好抗凝血性能的生物医用高分子材料.对具磺酸基聚合物的抗凝血性能的研究,报道尚少.我们用羟基己磺酸钠与甲基丙烯酸制备了新单体6-甲基丙烯酰氧基己磺酸钠(SSHMA) SSHMA的合成中仅氯化反应已有报道.本文用正交法对合成单体中的三步反应进行探索,找出了较好的反应条件,提高了产率.     

两性离子水凝胶的制备及生物医学应用

两性离子水凝胶是一类含有两性离子聚合物的凝胶材料,其分子结构中的阴阳离子基团能与水分子紧密结合,形成致密的水合层。这种静电诱导水合作用使得两性离子水凝胶具有极低的生物黏附性,能有效抵抗非特异性蛋白、细胞、细菌等的黏附,具有极低的免疫原性。这些特性使得两性离子水凝胶在生物医用领域有广阔的应用前景。本综述首先介绍了两性离子水凝胶的结构及性质,然后概述了其分类和制备方法,并进一步总结了其在组织工程、药物载体、创伤敷料、生物传感器、医疗器械水凝胶涂层等生物医学领域中的应用。最后展望了两性离子水凝胶未来的发展方向。     

聚氨酯表面构建磺铵两性离子结构及其抗血小板粘附性的研究

通过己二异氰酸酯(HDI)在聚醚氨酯(PU)表面构建磺铵两性离子结构,以改善其不凝血性能,首先用HDI活化PU表面,生成PU-NCO衍生物;然后通过N,N-二甲基乙醇胺(DMEEA)中的-OH和PU表面的-NCO反应生成PU-N(CH₃)₂;最后用丙磺酸内酯(PS)进行开环.生成磺铵两性离子结构,用ATR-IR表征了各步反应,对构建前后材料的抗血小板粘附性能进行了比较,结果表明,磺铵两性离子结构具有优异的抗血小板粘附性.