DTPA-PNIPAAm的合成及热敏性研究

热敏水溶性高分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)在水溶液中有最低临界溶液温度(LCST).当温度在LCST附近发生变化时,PNIPAAm可发生逆相转变.基于该特性,可通过PNIPAAm将放射性治疗核素运输到病变组织通过射线杀灭病变细胞.通过4,4′-偶氮二(氰戊酸)、乙二胺、二乙三胺五乙酸酐(DTPAA)、N-异丙基丙烯酰胺合成了带DTPA端基的PNIPAAm,合成的DTPA-PNIPAAm保持了与PNIPAAm相似的LCST.本文的工作为PNIPAAm运输金属治疗核素奠定了基础.     

温敏性聚合物复合体系低临界溶解温度的研究

研究了温敏性N-异丙基丙烯酰胺的均聚物(PNIPAm)及其共聚物P(NIPAm-co-KYD)与十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙二胺四乙酸(EDTA)、盐等复配体系的低临界溶解温度(LCST)的变化规律。单因素复配体系中,wEDTA为0.1%时,体系LCST从33℃降低到25℃,增大到0.2%时,LCST下降趋于缓慢;wCTAC在0.5%-3.0%范围内,LCST先上升后下降,但wCTAC在0.5%-1.0%内相转变很不明显,超过1.5%后相转变又趋于明显;而无机盐能使体系LCST线性下降;多因素复配体系中LCST变化较缓和,易于控制且相转变现象明显。     

2-羟基-3-异丙氧基丙基羟乙基纤维素的合成及其自组装行为的研究

通过醚化反应, 将疏水性试剂异丙基缩水甘油醚(IPGE), 接枝到以羟乙基纤维素为亲水性骨架的主链上, 合成了具有温度响应性的2-羟基-3-异丙氧基丙基羟乙基纤维素(HIPEC), 运用核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR、2D HSQC NMR)对HIPEC进行结构表征, 其最低临界溶解温度(LCST)可通过改变疏水侧链的摩尔取代度(MS)和盐浓度来调节. 通过荧光光谱仪、动态光散射(DLS)、共聚焦荧光显微镜(CLSM)研究了HIPEC在水溶液中自组装行为及Nile Red在HIPEC胶束中的增溶行为和温度控制释放行为, 结果表明, HIPEC在溶液中自组装形成胶束, 并且胶束粒径随着温度的升高而增大; 在温度高于LCST时, Nile Red从HIPEC胶束中缓慢释放, 并且可通过改变温度控制Nile Red的释放过程.     

新型温度敏感性自组装胶束P(NiPAAm-co-DMAA)-co-P(L-Ala)的合成和性能

通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了一种带有活性—NH2基团的温度敏感性亲水型共聚物P(NiPAAm-co-DMAA), 并将其作为引发剂, 合成了P(NiPAAm-co-DMAA)-co-P(L-Ala), 其分子量分布(PDI)在1.3左右. 聚合物通过自组装形成纳米胶束. 透射电镜(TEM)结果表明, 胶束大小200~300 nm, 具有明显的核壳结构. 共聚物的最低临界溶解温度(LCST)为45.5 ℃. 温度低于LCST时, 聚合物溶解形成胶束; 高于LCST时, 胶束解离, 聚合物不溶. 聚合物对温度的响应是快速而可逆的.     

PMMI/PVDF共混体系相分离的时温依赖性

用小角激光光散射(SALLS)研究了聚(N-甲基甲基丙烯酰亚胺)/聚偏氟乙烯(PMMI/PVDF)共混体系的相分离行为.通过升温法获得了PMMI/PVDF体系的浊点温度,发现体系的浊点温度强烈依赖于升温速率,呈明显的非线性关系,即升温速率大于1 K.min-1时,升温速率是影响I(t)的唯一因素;升温速率较小时,高分子链松弛速率的差别得以体现,则该情况下升温速率与松弛速率共同影响浊点温度.该体系具有典型的最低临界共溶温度(LCST)特征.恒温法相分离结果表明,在实验温度范围内该体系相分离行为对温度的依赖性遵循时温叠加(time-temperature superposition,TTS)原理.     

增塑剂法研究高分子共混物的相平衡曲线

经共聚改性的聚苯乙烯PS(OH)与聚甲基丙烯酸丁酯PBMA形成的互溶体系具有LCST行为。由于体系的玻璃化温度较高。分相温度与玻璃化温度接近。使分相时的浊点温度受升温速率影响很大,以致浊点曲线与相平衡曲线有一定的差距。本文以邻苯二甲酸二丁酯DBP为增塑剂加入PS(OH)/PBMA共混体系中,在一定的升温速率下测浊点温度,并对增塑剂作零浓度的外推,由此得到的浊点曲线与相平衡曲线完全一致。证实了增塑剂法的可靠性。加入增塑剂后浊点温度随升温速率变化平缓,更接近相平衡点,显示了增塑剂法的有效性。     

聚异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯膜表面接触角温敏性“黏滑”行为研究

固体表面尤其是温敏性表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响, 本文报道了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝聚丙烯微孔膜表面水接触角的温敏性“黏滑”现象. 扫描电镜被用于表征接枝膜表面的形貌变化, 发现在PNIPAM的低临界共溶温度(LCST)以上膜表面接枝层突起较为明显. 水接触角实验表明未改性聚丙烯膜表面的前进角和后退角行为正常, 且随温度无明显变化, 而PNIPAM接枝膜在LCST以上则出现了“黏滑”现象(stick-slip). “黏滑”行为产生的主要原因可能是在LCST以上PNIPAM链的收缩使得膜表面出现能垒, 因而造成液滴三相线的“黏滑”.     

聚异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯膜表面接触角温敏性“黏滑”行为研究

固体表面尤其是温敏性表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响,本文报道了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝聚丙烯微孔膜表面水接触角的温敏性"黏滑"现象.扫描电镜被用于表征接枝膜表面的形貌变化,发现在PNIPAM的低临界共溶温度(LCST)以上膜表面接枝层突起较为明显.水接触角实验表明未改性聚丙烯膜表面的前进角和后退角行为正常,且随温度无明显变化,而PNIPAM接枝膜在LCST以上则出现了"黏滑"现象(stick-slip)."黏滑"行为产生的主要原因可能是在LCST以上PNIPAM链的收缩使得膜表面出现能垒,因而造成液滴三相线的"黏滑".     

聚（异丙基丙烯酰胺）-b-聚（4-乙烯基吡啶）胶束负载铂纳米粒子的温度响应性催化

嵌段共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PNPIAM-b-P4VP)在pH6.5的水溶液中自组装成,以聚(4-乙烯基吡啶)为胶束的核,以热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)为胶束壳的球形胶束.通过与4VP基络合作用,将氯铂酸(H2PtCl6)导入胶束的核中,原位还原获得胶束负载2~4nm的铂纳米粒子的温度敏感型催化体系.结果显示,最低临界溶解温度(LCST)为33℃,在LCST以下,催化反应速率会随着温度的升高而提高;在LCST以上,PNPIAM嵌段变成疏水而塌缩在催化剂表面,阻碍了反应物的扩散,因此胶束负载的铂纳米粒子的催化活性会随着温度的上升而下降.     

N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸胆甾醇酯共聚物研究

合成和表征了N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)与丙烯酸胆甾醇酯 (CHA)的共聚物 .利用表面张力和荧光探针法研究了共聚物水溶液的表面活性性能 ,确定了其临界胶束浓度 (CMC) .利用浊度法和荧光探针法测定了共聚物的最低临界溶液温度 (LCST) .研究发现 ,在聚N 异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)分子链中引入疏水结构单元CHA会使其LCST下降 ;且随着共聚物中CHA含量的增加 ,LCST下降幅度增加 .在PNIPAM链段中引入少量的CHA就会使其表现出明显的两亲性 ,共聚物在水中能形成有壳核结构的稳定胶束 .通过将疏水化合物胆甾醇作为模拟药物包埋在胶束的疏水核中的研究 ,证实所得的胶束能包埋疏水药物 ,且随着包埋胆甾醇含量的增加 ,胶束平均粒径增大 .     

温度敏感性PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG三嵌段共聚物的合成与自组装研究

通过大分子引发剂引发ε-苄氧羰基-L-赖氨酸-N-羧酸酐(Lys-NCA)开环聚合和大分子缩合的方法合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乙二醇单甲醚三嵌段共聚物(PNIPAM-b-PZLL-b-mPEG).用GPC和1H-NMR对其结构进行了表征.用芘荧光探针法证明了该三嵌段聚合物形成胶束的性质并测定了临界胶束浓度(CMC).动态光散射(DLS)研究表明,在固定PNIPAM-b-PZLL链段长度的情况下,mPEG分子量为2000时,胶束在温度高于临界溶解温度(LCST)时发生聚集,mPEG分子量为5000时,胶束在LCST以上没有发生聚集.     

温敏性嵌段共聚物纳米胶束的制备及其稳定性

通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)在链转移剂巯基乙醇存在下的自由基共聚,制备了具有端羟基的共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm).利用其端羟基在异辛酸亚锡催化下引发己内酯开环聚合,得到了两亲性嵌段共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm)-b-PCL,并在聚己内酯(PCL)链末端引入可光催化反应的不饱和双键.通过1H-NMR、GPC和相转变温度(LCST)等方法对聚合物进行了结构表征,测定了嵌段共聚物形成胶束的临界胶束浓度和胶束粒径,比较了核交联前后胶束的粒径和稳定性.结果表明:通过调节共聚物的组成,可获得LCST在40℃附近的胶束,胶束经核交联后,粒径有所减小,但稳定性明显提高,可用于对药物的温敏控制释放.     

包覆NIPAM-ODA双亲共聚物的脂质体的温控释放行为

为了研究对温度敏感的双亲性共聚物包覆的脂质体的温控释放行为,合成了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸十八酯(ODA)的共聚物。利用荧光探针法研究了共聚物水溶液随温度升高时出现的LCST(lower critical solution temperature)现象,表明该高分子在温度升高到30℃以上时存在着明显的相分离行为。5(6)-羧基荧光素(5(6)-CF)为标记物,研究了高分子包覆的小单层脂质体(small unilamelar vesicles)的释放行为。发现在温度低于30℃时,5(6)-CF的释放百分率比未包覆高分子的脂质体要低;而当温度升高到30℃以上时,其释放百分率明显提高。这种温控释放行为和包覆在脂质体上的高分子在其LCST时存在的相分离行为有关。进一步利用荧光偏振法研究了脂质体膜在包覆高分子后的流动性变化,发现:在温度低于30℃时,其流动性随温度升高而增大;而在温度高于30℃时,脂质体膜流动性随温度升高而降低,进一步证实了高分子在其LCST以上时对脂质体膜的破坏作用。     

温度敏感性P(MEO2MA-co-OEGMA)共聚物的合成与性质

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了组成递变的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO₂MA)与寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)共聚物P(MEO₂MA-co-OEGMA). 核磁共振氢谱(¹HNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及其分布. 通过测定透光率、粘度、激光粒度分析了共聚物组成对共聚物低临界溶解温度(LCST)的影响, 考察了共聚物组成、浓度、盐浓度、盐种类、温度对其溶液相行为的影响. 结果表明: 所合成的共聚物具有温度敏感性, 其LCST 可以通过合成时共聚单体MEO₂MA与OEGMA投料比的改变来调控, 随着OEGMA量的增加共聚物的LCST升高, 共聚物溶液浓度升高其LCST减小, 随盐溶液浓度的增大共聚物的LCST降低, 共聚物的LCST降低主要受盐溶液中阴离子价数的影响; HCl的引入使共聚物水溶液的LCST降低; NaOH的引入使共聚物水溶液的LCST升高.     

温敏性共聚物P(DMA-co-DAAM)的合成与热缔合行为研究

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为共聚单体,在水溶液中采用常规自由基聚合以K_2S_2O_8-Na_2SO_3双氧化还原体系为引发剂,合成了一系列具有最低临界溶解温度(LCST)的温敏性聚合物P(DMA-co-DAAM).采用紫外可见分光光度计、动态光散射、芘荧光探针法和变温核磁共振氢谱等多种手段研究共聚物在不同温度下的溶液结构,结果表明共聚物P(DMA-co-DAAM)具有明显的热致缔合行为,在低温下聚合物以单链形式溶解,温度升高超过LCST之后由于P(DMA-co-DAAM)分子链上DAAM侧基发生亲水-疏水性变化,部分疏水链段缔合形成微相分离的胶束聚集体.进一步的研究还表明通过改变共聚物组成和溶液浓度能够有效调节共聚物溶液的缔合转变温度,共聚物P(DMA-co-DAAM)的LCST值与DAAM含量成很好的线性关系,DAAM含量越高LCST温度越低.采用常规自由基聚合所带来的链间异质性以及分子量的多分散性等特点并没有显著影响共聚物P(DMA-co-DAAM)的温敏性.     

多重响应性超支化星形聚合物的合成与组装以及控制释放研究

含二硫键的自引发单体与2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯(MEO₂MA)进行自缩合乙烯基共聚合得到超支化PMEO₂MA(H-PMEO₂MA). 以它作大分子引发剂, 引发二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)进行原子转移自由基聚合, 合成了具有温度、pH以及氧化还原多重响应性的超支化星形聚合物H-PMEO₂MA-star-PDMAEMA. 证明了H-PMEO₂MA有低临界溶液温度(LCST); 研究了PDMAEMA 链段的长度和溶液的pH值对超支化星形聚合物的LCST的影响. 当H-PMEO₂MA-star-PDMAEMA水溶液温度从2 ℃升高至室温, H-PMEO₂MA变成疏水性而发生聚集, 形成以H-PMEO₂MA为核, PDMAEMA为壳的胶束. 在胶束形成过程中, 将尼罗红装载到这种聚合物胶束中, 形成释药系统, 研究了pH、氧化还原响应性释药性能.     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)类材料的应用

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)及其共聚物,在水溶液中表现出最低临界溶液温度(LCST),在LCST附近会发生可逆相转变。利用这种特性,可将热敏性高分子材料应用于生物医学工程、免疫分析、催化、分离提纯等领域。主要综述了热敏性PNIPAAm类高分子材料,在这些领域中的应用情况。     

温度敏感型树枝状大分子衍生物的合成及药物控制释放

通过加入偶联剂活化末端羧基基团进行酰胺化反应, 将得到的带有羧基末端基团的温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺接枝到整代的树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)上, 制备了树枝状大分子衍生物PAMAM-g-PNIPAm, 通过FTIR和¹H NMR表征其结构, 通过GPC和¹H NMR测定其分子量, 从而验证了接枝产物的形成; 通过紫外-可见分光光度计测定其在不同pH值缓冲液中的低临界溶胀/溶解温度(LCST)值, 发现产物的LCST值受缓冲液pH值的影响很大, 接枝前后的LCST值也发生了变化. 选用难溶性药物吲哚美辛作为模型药物, 考察了树枝状大分子及其温度敏感性衍生物PAMAM-g-PNIPAm作为载体对药物的包载、增溶和不同温度环境下的释放行为. 结果表明, 树枝状大分子衍生物对吲哚美辛具有增溶和控制释放的性能, 在难溶性药物的控制释放领域具有广阔的应用前景.     

基于超支化温敏聚合物制备温敏金纳米粒子

通过对不同分子量的超支化聚乙烯亚胺(hyperbranched polyethyleni mine,HPEI)的端基进行部分或完全异丁酰胺(isobutyric amide,IBAm)化,可以制备一系列具有不同低临界溶解温度(Lower Critical SolutionTemperature,LCST)的超支化温敏聚合物HPEI-IBAm。通过离子键或氢键之间的相互作用,所得超支化温敏聚合物可以吸附于柠檬酸钠还原并稳定的14nm的金纳米粒子(AuNP)的表面,从而得到具有温敏性质的金纳米粒子。所得温敏金的LCST都低于其相应的温敏聚合物,其差值在0.8至6℃之间。在pH值为9.18的缓冲溶液中,通过改变所用聚合物的分子量以及异丁酰胺基团的取代度,所得温敏金的LCST可控制在21.7~48.2℃之间。此外,所得温敏金的LCST也是pH值敏感的,通过溶液pH值的改变,所得温敏金的LCST值可以在更宽的范围内调节。增加溶液的碱性,LCST可能变化不大或降低,减小溶液的碱性会使LCST升高,直到消失。在偏酸的条件下,所得金复合物通常发生聚集,变得不稳定。此外,溶液中的盐度对所得温敏金的LCST也有影响,氯化钠和硫酸钠会降低其LCST,尤其是硫酸钠的效果更显著。     

正离子PVA基温敏性聚合物的合成与表征及其温敏性研究

通过对聚乙烯醇(PVA)进行正离子化和缩醛化改性,制备了一种新型PVA基温敏性聚合物(CAPVA),其盐水溶液表现出最低临界溶解温度(LCST).在LCST温度以下,CAPVA能溶解于水中,其水溶液清澈透明;温度高于LCST后,CAPVA聚集并从水中分离析出.利用元素、表面电荷分析和核磁共振谱对CAPVA的结构进行了表征,并用浊度法研究了正离子接枝率、缩醛度和溶液中NaCl浓度对CAPVA温敏性的影响.