Synthesis and swelling behavior of thermosensitive hydrogels based on N-substituted acrylamides and sodium acrylate

A series of hydrogels based on N-isopropylacrylamide, sodium acrylate, and N-tert-butylacrylamide were synthesized by free radical polymerization in a mixture of dioxane and water with tetra(ethylene glycol) diacrylate as the crosslinker and benzoyl peroxide as the initiator. The swelling behavior including the swelling rate of the crosslinked gels in water was studied with gravimetric method. The swelling ratio of the gel (0.1 mol% crosslinking) can reach 420 g/g at 20 °C and such a gel can release 96% of the water absorbed at 40 °C. The lower critical swelling temperature (LCST) of the copolymers can be adjusted by changing the chemical composition of the polymers. Such crosslinked gels can be potentially used as thermosensitive superabsorbent because of their high water uptake and thermal sensitivity.     

温度和光双重敏感的含偶氮苯端基的聚N-异丙基丙烯酰胺研究

以含偶氮苯的三硫代碳酸酯(TTC-AZO)作为RAFT试剂,将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)通过可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合制备了具有温度和光双重敏感的含偶氮苯端基的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM-AZO),通过紫外-可见吸收光谱、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征.光敏性研究表明, PNIPAM-AZO聚合物在水溶液中能够进行快速、可逆的光致顺反异构反应.温敏性结果表明,PNIPAM-AZO聚合物的低临界溶解温度(LCST)比聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)聚合物低,且随着PNIPAM-AZO聚合物数均分子量的增加和聚合物水溶液浓度的升高,其LCST温度均下降.分子量分布变宽,其LCST温度升高.在较高的聚合物水溶液浓度下,随着-环糊精(-CD)加入量的增加,聚合物的LCST温度先降低而后逐渐升高;在较低的聚合物水溶液浓度下,少量-CD的加入使得聚合物的LCST温度升高,进一步增加-CD的量LCST温度基本不变.紫外光和可见光交替照射PNIPAM-AZO聚合物水溶液,其LCST温度呈现出可逆的升高和降低,LCST温度的改变幅度为0.7 K,具有光可调控的温敏特性.     

P(MMA-co-MAh)-g-mPEG的合成及环境敏感性

采用偶合接枝法在甲基丙烯酸甲酯(MMA)和马来酸酐(MAh)无规共聚物上接枝不同含量的聚乙二醇单甲醚(mPEG), 合成具有pH敏感和温度敏感的两亲接枝共聚物P(MMA-co-MAh)-g-mPEG, 并对其进行了红外光谱和核磁共振波谱表征. 通过紫外-可见分光光度计测量了接枝共聚物水溶液的透光率, 结果表明, 接枝聚合物的水溶液呈现低临界溶解温度(LCST), 其LCST值对环境pH值和无机盐等因素敏感, 并可通过控制亲水侧链含量来调节.     

温敏性聚膦腈及其在药物释放体系中的应用

温敏性聚合物能通过感知温度而实现环境响应,作为药剂可依靠对此类信号的自反馈响应而释放药物或中止释放,极大地增强了释药的持续性和专一性,从而提高了药物的药效和安全性。温敏性聚膦腈是一类新型的温敏材料,它具有良好的生物可降解性质,优良的生物相容性。因此,温敏性聚膦腈作为药物载体用于药物释放体系具有很好的应用前景,近年来备受关注。本文对聚膦腈的温敏性质、生物降解性质进行了评述,并探讨了LCST 的影响因素,以及在药物释放体系的应用进展。     

具有智能荧光特性的含二甲氨基查尔酮端基的PNIPAM研究

以偶氮二异丁腈为引发剂,含二甲氨基查尔酮基团的三硫代碳酸酯为链转移剂,在四氢呋喃溶剂中将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)通过可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合制备了具有智能荧光特性的含二甲氨基查尔酮端基的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM-DMAC),并通过红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见光谱对其结构进行表征.研究了PNIPAM-DMAC聚合物的温敏性以及溶剂极性、温度、分子识别三重敏感的荧光特性.结果表明,PNIPAM-DMAC聚合物的低临界溶解温度(LCST)比聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)聚合物低,且随着PNIPAM-DMAC聚合物分子量的降低、聚合物水溶液浓度的减小和-环糊精(-CD)的加入,其LCST温度均升高.随着溶剂极性的增加,PNIPAM-DMAC聚合物的荧光峰值波长基本上随着溶剂极性的增大而红移,荧光强度出现极小值和极大值,在甲醇和水中几乎无荧光,具有溶剂极性敏感的荧光特性;随着温度升高,PNIPAM-DMAC聚合物水溶液荧光强度显著增强,同时伴随荧光发射光谱的蓝移现象,且荧光随温度交替改变而呈现出可逆变化,具有可逆的温度开/关特性;-CD的添加使得PNIPAM-DMAC聚合物水溶液的荧光强度增强,荧光峰值波长轻微蓝移,具有分子识别敏感的荧光特性.     

具有温度敏感和荧光特性的侧链查尔酮共聚物的研究

采用2,2′-偶氮二异丁腈作为引发剂,将N-异丙基丙烯酰胺和4-甲基丙烯酰氧基-4′-二甲氨基查尔酮单体,在四氢呋喃溶剂中通过自由基共聚制备了一系列具有溶剂和温度双重敏感荧光特性的侧链查尔酮共聚物,并通过红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见光谱对其结构进行表征,通过吸光度法测定了共聚物中查尔酮单元的含量.研究了侧链查尔酮共聚物的温敏性以及溶剂极性和温度双重敏感的荧光特性.结果表明,侧链查尔酮共聚物是一类具有最低临界溶解温度（LCST）的温敏性聚合物,其LCST温度随着共聚物中查尔酮含量的增加而降低;随着溶剂极性的增加,侧链查尔酮共聚物的紫外-可见最大吸收波长红移,其荧光发光波长红移并且发光强度先增强后降低,具有溶剂极性敏感的荧光特性;同时对比侧链查尔酮共聚物水溶液低温和高温下的荧光,发现低温下几乎无荧光,高温下其荧光得到明显增强,其荧光具有可逆的温度“开/关”特性.     

可注射温敏性聚合物的研究进展

可注射温敏性聚合物广泛用于药物释放载体及组织工程支架, 本文综述了一些可溶胶-凝胶转变的温敏性聚合物的最新研究进展, 包括天然及改性的天然高分子、异丙基丙烯酰胺共聚物和聚乙二醇/聚( D, L-乳酸-co-乙醇酸) 共聚物等体系, 并简要介绍了它们在医学领域的应用。     

温敏水凝胶的新进展

从改变亲水／疏水单体比值、与离子单体共聚、改变水凝胶内部结构、调整凝胶溶胀剂四个方面介绍了合成具有不同临界相转变温度、温度响应速度及溶胀比的温敏水凝胶及此类凝胶在药物控释、分离萃取等方面的应用。     

具有温度敏感和智能荧光特性的聚合物包覆金纳米粒子的研究

以4-二甲氨基吡啶稳定的金纳米粒子(DMAP-AuNPs)为前驱体,通过与端基含二甲氨基查尔酮的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM-DMAC)进行配体置换,制备了具有温度敏感和智能荧光特性的PNIPAM-DMAC聚合物包覆的金纳米粒子(PNIPAM-AuNPs),并通过紫外可见吸收光谱、透射微镜、核磁共振氢谱、红外光谱和热重分析仪对其形貌和结构进行了分析和表征.PNIPAM-AuNPs能够很好地分散在水、乙醇、丙酮、氯仿和四氢呋喃中,其表面等离子共振(SPR)吸收特征波长分别为537、527.6、527.4、532.2和530.4 nm.PNIPAM-AuNPs的表面聚合物接枝密度为1~2条聚合物链/nm2.温敏性结果表明,PNIPAM-AuNPs具有低临界溶解温度(LCST),其LCST温度比相应的PNIPAM-DMAC聚合物低2.5 K;在PNIPAM-AuNPs发生相转变前后,金纳米粒子的SPR特征峰由537 nm蓝移至525 nm处.荧光性能研究表明,随着溶剂极性的增加,PNIPAM-AuNPs的荧光特征波长发生红移,荧光强度先增加后减小,具有极性敏感的荧光特性;在25 ℃时,PNIPAM-AuNPs水溶液几乎无荧光,而当温度升高到45 ℃后,荧光强度显著提高,表现出温度开/关的荧光特性.