具有刚性液晶元侧基的嵌段共聚物PHEMAChol-b-PBLG的合成及自组装研究

以胆固醇和谷氨酸苄酯为主要出发原料,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合、氨基酸环内酸酐(NCA)开环聚合(ROP)以及"点击化学"(click chemistry)组合方法,设计、合成了系列具有刚性液晶元侧基的聚甲基丙烯酸羟乙酯胆固醇碳酸酯-嵌段-聚谷氨酸苄酯(PHEMAChol-b-PBLG),并通过核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和静态光散射(SLS)对其化学结构进行了表征.运用热重分析仪(TGA)、热台偏光显微镜(POM)和示差扫描量热仪(DSC)研究了系列共聚物的热稳定性、液晶相结构及相转变行为,并通过固体红外、13C固体核磁共振(13C CP/MAS)和X射线衍射仪(XRD)研究了PBLG均聚物及系列嵌段共聚物中聚氨基酸多肽链段的二级结构.研究结果表明,系列嵌段共聚物均具有良好的热稳定性,表现为近似向列相的液晶织构,PBLG链段趋于呈刚直棒状的α-螺旋构型,且其多肽链段越长,二级结构越规整.进一步采用圆二色谱(CD)和透射电镜(TEM)对系列嵌段共聚物在四氢呋喃溶液中的二级结构及自组装行为进行了研究,制备得到纺锤形自组装聚集体和大复合胶束,并通过变性酸三氟乙酸的引入实现对嵌段共聚物中PBLG的二级结构及相应自组装聚集体形貌的有效调控.     

聚乙二醇嵌段树枝状聚赖氨酸共聚物的合成及其基因载体研究

采用液相多肽合成法制备得到窄分子量分布、结构可控的生物相容性聚乙二醇嵌段共聚树枝状聚赖氨酸阳离子功能大分子(PEG-b-Dendritic PLL). 运用¹H NMR核磁共振、凝胶电泳以及荧光淬灭滴定手段对所得阳离子两嵌段大分子的化学结构及其与质粒DNA (pDNA)结合作用与复合行为进行了研究. 结果表明聚乙二醇嵌段树枝状聚赖氨酸与pDNA分子可以在缓冲溶液中形成稳定的胶束, pDNA与阳离子树枝赖氨酸嵌段通过静电相互作用形成胶束核, 其水溶性聚乙二醇嵌段形成水溶性胶束壳, 提高了阳离子大分子/pDNA复合胶束的稳定性. 同时发现随着阳离子嵌段树枝状赖氨酸代数的增加, 阳离子两嵌段大分子与pDNA的结合作用增强, 有利于其作为基因转染生物功能载体的应用.     

聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物的热性能和结晶行为研究

合成了系列聚右旋乳酸(PDLA)嵌段重量分率(fw=0～0.61)的窄分子量分布聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物(PS-b-PDLA).运用温度调制示差扫描热分析仪(TMDSC)和热台偏振光显微镜(POM)等研究手段,对制备所得的结晶性二嵌段共聚物的热性能、结晶速率与结晶形貌等进行了研究.研究结果表明,与聚右旋乳酸均聚物相比,随着PS-b-PDLA中结晶性PDLA嵌段重量分率fw减少,无定形聚苯乙烯嵌段(PS)对PDLA嵌段链段的结晶抑制作用增强,PS-b-PDLA的热结晶性能与结晶形貌发生显著变化;相对于PDLA均聚物,PS-b-PDLA的冷结晶温度(Tcc)和结晶平衡熔点(Tm0)分别下降14℃和38℃,球晶生长速率明显降低.在无定形PS嵌段链段的玻璃化温度(Tg)附近,二嵌段PS-b-PDLA的结晶行为出现拐点,揭示PS嵌段由于相分离所形成纳米微相空间对PS-b-PDLA中PDLA链段的结晶产生影响,并且该影响作用程度与PDLA嵌段的重量分率fw和结晶温度(Tc)相关。     

可逆加成-断裂链转移方法合成两亲液晶嵌段功能大分子及其自组装的研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控聚合反应方法,合成制备了一系列窄分子量分布、结构规整的两亲液晶嵌段功能大分子聚甲基丙烯酸亚己基胆固醇酯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PMA6Chol-block-PHEMA).运用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、示差扫描热分析仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)对制备所得两亲嵌段功能大分子的化学结构、热物理性能以及液晶相结构与转变温度进行了研究.在此基础上,采用纳米沉淀法研究了所得系列液晶嵌段功能大分子在混合溶剂中的自组装,制备得到微米尺度球形组装体.研究结果表明刚性胆固醇液晶共聚单元的存在对于溶液自组装产生重要影响.     

辐射接枝共聚合反应及其在有机生物医用材料制备中的应用

γ-射线辐射高分子材料表面接枝共聚合是一种绿色的、重要的有机生物材料合成制备方法. 综述了γ-射线辐射接枝共聚反应的原理、特点, 阐述了预辐射接枝共聚和共辐射接枝共聚的方法, 介绍了当前γ-射线辐射接枝共聚反应在改善有机生物医用材料的表面亲水性、生物相容性等方面的应用. 对辐射接枝共聚合制备功能药物载体研究进行了简要介绍.     

具有侧挂胆固醇液晶元的两亲嵌段功能大分子的合成及自组装研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法, 合成了系列具有刚性疏水胆固醇液晶元的聚甲基丙烯酸甘油酯-嵌段-聚甲基丙烯酸亚己基胆固醇酯(PGMA-b-PMA6Chol)两亲嵌段功能大分子. 运用核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了其化学结构及分子量, 并对其热性质、液晶相结构及相转变行为分别运用热台偏振光显微镜(POM)、热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)和二维小角X射线散射(2D-SAXS)表征. 采用纳米沉淀法研究了所得嵌段大分子的溶液自组装, 动态光散射(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)的研究发现溶液自组装聚集体为尺寸0.7～2.0 μm的球形结构, 其中含有较高刚性链段质量比例的嵌段大分子组装形成开口中空结构的聚集体, 且其尺寸随着溶液温度的升高减小, 呈现可逆温度变化响应性. 结果表明刚性疏水胆固醇液晶单元和具有多羟基结构的亲水性甲基丙烯酸甘油酯的嵌段共聚可以调控该类嵌段大分子自组装及溶液聚集体形貌.     

聚（琥珀酸丁二醇酯-共-富马酸丁二醇酯）的合成及其双羟基化反应研究

以琥珀酸、富马酸、丁二醇为原料，用共缩聚的方法合成了一系列高分子量聚 （琥珀酸丁二醇酯-共-富马酸丁二醇酯）。然后在催化剂四氧化锇和N-甲基吗啉- N-氧化物以及水存在下，使高分子主链中富马酸丁二醇酯共聚单元的碳碳不饱和双 键发生羟基化反应得到含有亲水性侧羟基的功能性聚酯。对上述合成的生物降解性 高分子运用核磁共振（NMR）、红外（FT-IR）、热分析等方法进行了结构与物理性 能表征。     

新型结合阿霉素的聚乙二醇嵌段共聚树枝状聚赖氨酸的合成及其药物缓释行为的研究

采用液相多肽合成方法, 成功制备得到窄分子量分布、结构确定的聚乙二醇嵌段共聚四代树枝状聚赖氨酸 (MPEG-block-DPL4). 在此基础上, 进一步将其DPL4的端氨基转化为端肼基, 并通过其与抗肿瘤药物阿霉素(DOX) C＝O的反应形成C＝N键, 实现在DPL4表面的阿霉素药物分子化学结合, 最终得到新型pH敏感性的高分子药物MPEG-block-DPL4-CONHN＝DOX. 运用紫外分光光度(UV-Vis)法, 对MPEG-block-DPL4-CONHNH₂与阿霉素的负载效率进行了定量分析. 高分子药物MPEG-block-DPL4-CONHN＝DOX在生理条件(pH＝7.4)下相对稳定, 而弱酸性条件(pH＝4.5, 5.5)下, C＝N键能较快水解, 释放阿霉素药物分子. 体外细胞毒性评价结果表明(细胞株SMMC-7721和SPCA-1), 所得新型高分子药物MPEG-block-DPL4-CONHN＝DOX的细胞毒性显著地低于游离阿霉素药物分子, 因此, 可进一步研究发展成为新型pH敏感性可控缓释高分子抗肿瘤药物载体体系.