还原响应型嵌段共聚物自组装纳米胶束作为siRNA运输载体的研究

采用二重氢键为引导、双二硫键为连接单元的方法合成嵌段共聚物PEG2000-PLA3000-PEI1200-PLA3000-PEG2000,其自组装形成的纳米胶束可作为小干扰核糖核酸(siRNA)运输载体。采用核磁(1 H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、激光共聚焦显微镜(CLSM)等检测方法进行表征。结果表明:在二重氢键引导下合成嵌段共聚物,其自组装形成纳米胶束的临界胶束浓度(CMC)为0.052mg/mL,粒径为(32±0.1)nm,表面电势为(46.9±0.7)mV。负载siRNA的胶束粒径为(35±0.3)nm,表面电势为(27.2±1.1)mV。激光共聚焦显微镜的检测证明纳米胶束可携带siRNA进入细胞。     

基于“分子胶”的新型两亲性嵌段共聚物β-CD-PLA的合成及其胶束化

以二重氢键为引导,二硫键连接疏水性聚乳酸(PLA)和亲水性β-环糊精(β-CD)合成了嵌段共聚物β-CD-PLA。采用1 H-NMR和GPC对嵌段共聚物β-CD-PLA的结构进行了表征,以芘作为荧光分子探针对嵌段共聚物β-CD-PLA自组装胶束的性质进行了表征,采用动态光散射纳米粒度仪(DLS)对自组装胶束的粒径进行了测试。结果表明:在二重氢键的引导作用力和碘的氧化作用下,中间体脱去保护基形成双二硫键,形成目标嵌段共聚物β-CD-PLA,该嵌段共聚物能够在水中自组装形成纳米胶束,临界胶束浓度(CMC)为0.089mg/mL,在稀溶液中具有良好的稳定性,自组装形成空白胶束的粒径为31nm,阿霉素盐酸盐(DOX)载药胶束的粒径为42nm。     

以PEO-b-PAN嵌段共聚物胶束作模板合成SiO_2-C纳米复合材料

通过阴离子聚合和活性自由基聚合相结合的方法,合成了聚环氧乙烷-聚丙烯腈两亲性嵌段共聚物(PEO-b-PAN).PEO-b-PAN嵌段共聚物在水溶液中自组装形成胶束正硅酸乙酯以胶束作模板进行溶胶-凝胶过程,形成SiO2/PEO-b-PAN复合材料.随后经300℃预氧化,1000℃高温炭化,得到SiO2-C纳米复合材料.用1HNMR、IR、GPC、TGA、TEM、SEM等技术对嵌段共聚物及SiO2-C纳米复合材料进行了表征,结果表明SiO2-C复合材料的结构为SiO2为壳C为核的纳米粒子,粒子的直径为(55±5)nm.     

AB型聚乙二醇单甲醚-聚(L-丙氨酸)嵌段共聚物自组装过程的核磁共振研究

利用核磁共振方法研究了AB型双嵌段共聚物(MPEG45-b-PA32)在选择性溶剂中的自组装行为及胶束化过程.嵌段共聚物在三氟乙酸中聚氨基酸和聚乙二醇链段均处于自由运动状态,聚丙氨酸链段为无规线团结构.在向该溶液中逐渐加入氘代水的过程中,聚丙氨酸链段又重新聚集形成规整的二级结构.结合1H-NMR和COSY谱分析,结果显示这一自组装过程伴随着聚(L-丙氨酸)链段由无规线团向α-螺旋结构的构象转变,同时嵌段共聚物逐渐形成核-壳型胶束结构.利用透射电镜观察了所形成胶束的形态,嵌段共聚物主要形成粒径150 nm到220 nm的球形胶束.     

星形PLA-PEG嵌段共聚物胶束的制备与表征

以胆酸为引发剂,用辛酸亚锡催化丙交酯开环聚合合成星型CA-PLA。利用DCC为脱水剂,将不同分子量的端羧基化PEG与星型CA-PLA偶联,合成一系列以胆酸为核的星形两亲性嵌段共聚物,用透析法制备共聚物胶束,并用TEM和DLS研究胶束的性质。合成了分子量为6000和12000的两种CA-PLA,其分子量可以通过胆酸羟基与丙交酯的比例进行控制。将分子量2000和5000的PEG分别与两种CA-PLA偶联,合成了四种星型CA-PLA-PEG嵌段共聚物。共聚物胶束形貌为均匀的球形,粒径为20-40nm,且随共聚物中PLA链段分子量的增加而增大,随PEG链段分子量的增加而减小。临界胶束浓度(CMC)低于同等链段长度的线型PLA-PEG嵌段共聚物胶束。     

聚(偏氯乙烯-丙烯酸甲酯)-b-聚丙烯酸嵌段共聚物的胶束化行为

通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)溶液聚合制备了不同组成的两亲性聚(偏氯乙烯-丙烯酸甲酯)-b-聚丙烯酸(PVDC-b-PAA)嵌段共聚物,采用动态光散射、表面张力仪和透射电镜等研究了PVDC-b-PAA共聚物在水溶液中的胶束化行为,结果表明采用N,N-二甲基甲酰胺溶解、水相渗析可实现PVDC-b-PAA共聚物的自组装,形成均一透明的胶束水溶液;随着亲水PAA嵌段含量的增加,PVDC-b-PAA共聚物的临界胶束浓度逐渐增大;PVDC-b-PAA共聚物自组装形成的胶束呈现典型的球状结构,胶束粒径在70.9~110.9 nm之间,粒径分布较窄;水相p H值影响PVDC-b-PAA共聚物胶束表面zeta电位及胶束的聚集行为,当水相p H值由3变为1,胶束表面由带负电荷变为带正电荷,胶束聚集程度和聚集体平均粒径显著增大,粒径分布变宽.     

两亲性嵌段共聚物的合成及其在离子液体中的自组装行为

采用阴离子开环聚合法合成了两亲性嵌段共聚物PLA-PEG-PLA.用FT-IR,1H NMR和GPC等手段对嵌段共聚物的结构组成进行了表征.两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中能自组装成胶束,用透射电子显微镜观察了聚合物在离子液体中形成胶束的纳米结构.当疏水链长固定时,胶束的自组装形状主要依赖于亲水链的长度.两亲性共聚物在离子液体中可自组装成可控制结构的纳米胶束,这种纳米结构胶束在很多领域具有广泛的应用前景.     

PAn-PEG-PAn三嵌段共聚物的合成和表征

在合成α,ω-双(对氨基苯基)聚乙二醇(BAPPEG)的基础上, 用化学氧化共聚法制备了PAn-PEG-PAn三嵌段共聚物. 研究了共聚时苯胺(An)与BAPPEG摩尔比(r)对共聚物的化学组成、UV-Vis谱图、热稳定性和在水溶液中的自组装特性的影响. 结果表明：随着r的增加, 共聚物中PAn链段的含量增大；其UV-Vis谱图中对应PAn链段的吸收峰出现红移, 且红移的程度增加； 热稳定性提高. 三嵌段共聚物在水中表现出自组装特性： 随着r的增加, 先形成粒径约为90 nm的PAn链段/PEG链段球型核壳胶束, 然后形成长为400～800 nm, 直径约为30 nm的棒状结构, 和棒状结构聚集形成的网状结构, 最后又变成球型胶束.     

硫醇类配体修饰金纳米粒子在嵌段共聚物中自组装的研究进展

本文综述了不同类型硫醇配体修饰金纳米粒子的合成方法以及功能性金纳米粒子在嵌段共聚物薄膜中的自组装研究进展,重点介绍了硫醇类配体修饰金纳米粒子的合成方法,包括Brust合成法、原位合成法、grafting from合成法、配体置换法、单晶模板法等。总结了硫醇基小分子或聚合物配体修饰的金纳米粒子与嵌段共聚物之间自组装的调控方法,如利用配体与嵌段共聚物组分的隔离作用、配体与嵌段共聚物组分形成的氢键作用、溶剂蒸气退火或热退火等诱导嵌段共聚物/纳米粒子复合薄膜自组装。展望了功能性金纳米粒子以及嵌段共聚物/金纳米复合材料的发展方向。     

经两亲嵌段共聚物自组装制备纳米胶束

本文介绍两亲嵌段共聚物的合成,综述了经两亲嵌段共聚物自组装制备纳米胶束的研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望。     

基于PAA-b-PAN嵌段共聚物胶束制备磁性碳纳米粒子

本文采用原子转移自由基聚合方法合成了聚丙烯酸叔丁酯-聚丙烯腈嵌段共聚物(PtBA-b-PAN),酸解得到聚丙烯酸-聚丙烯腈两亲嵌段共聚物(PAA-b-PAN).随后,PAA-b-PAN嵌段共聚物在水溶液中自组装形成以PAA为壳,PAN为核的胶束.用此胶束为模板,加入FeCl3溶液后得到了壳层负载Fe3+的聚合物纳米粒子,经230℃空气中预氧化,600℃氮气氛煅烧,得到了核壳结构的,具有磁性的碳纳米粒子.用1HNMR,IR,GPC,TGA,TEM,XRD,AGM等技术对嵌段共聚物及纳米粒子进行了表征,结果表明纳米粒子的壳层含γ-Fe2O3,Fe2.5C混合物,核含碳,直径为35±5nm,饱和磁化强度为2.16emu/g.在分离、吸波和传感器等方面具有潜在的应用前景.     

酸敏感连接单元的合成及其在两亲性嵌段共聚物中的应用

合成了一类基于四氢吡喃/四氢呋喃醚结构的酸敏感连接单元1a和1b,该连接单元的两端均为易反应的活性官能团,其结构经1H NMR、13C NMR、IR和HRMS表征,并合成了一种含四氢吡喃醚结构的模型化合物以及含四氢呋喃醚结构的两亲性嵌段共聚物,其中聚乙二醇(PEG)为亲水片段,聚乳酸(PLA)为疏水片段,其结构经1H NMR、IR以及GPC的表征,并测定了该嵌段共聚物自组装胶束的粒径大小、临界胶束浓度(CMC)以及常温下的稳定性.实验结果表明该类酸敏感嵌段共聚物自组装胶束具有良好的发展前景.     

苯乙烯-p-乙烯基苯甲酸两亲性嵌段共聚物在乙醇中自组装行为的电镜观察

两亲性嵌段共聚物在只对其中一链段为良溶剂的选择性溶剂中 ,能够自组装形成胶束 .胶束的形态和尺寸大小依赖于两链段的性质 ,共聚物的组成、浓度、溶剂的性质等[1] .这一性质使得嵌段共聚物在分子识别、药物和其他物质的输送、基因疗法、水系涂料、污染物的除去、纳米复合材料的制备、催化剂以及传感器等方面展示着潜在的应用前景 .因此 ,两亲性嵌段共聚物的合成及其在选择性溶剂中的自组装行为的研究近年来颇受关注[2 ] .依据两链段的比例不同 ,嵌段共聚物可形成星状胶束和“板寸头”(Ｃｒｅｗ ｃｕｔ)型胶束[3 ] .当可溶段远比不溶段长时…     

化学酶法合成五嵌段聚合物及其自组装行为的研究

用酶促开环聚合与ATRP方法相结合,制备了聚甲基丙烯酸六氟丁酯-聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯-聚甲基丙烯酸六氟丁酯(PHFMA-b-PCL-b-PEG-b-PCL-b-PHFMA)五嵌段聚合物.首先用Novozym e 435作为催化剂合成了聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯三嵌段聚合物,然后通过端基官能化法合成了大分子引发剂,并用其引发甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)的ATRP反应,合成了五嵌段聚合物.通过核磁和GPC证明了大分子引发剂和五嵌段共聚物的结构,五嵌段共聚物的GPC分析表明这种合成方法的可行.共聚物胶束的直径和大小通过动态光散射方法和原子力显微镜测试,五嵌段共聚物在水中的的自组装行为也被研究.结果证明胶束是球形,其平均直径为77 nm.聚合物在四氢呋喃中的浓度对聚合物的聚集形貌有很大的影响.     

载血红蛋白纳米胶束的制备及蛋白封装行为研究

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了两亲性嵌段共聚物聚乙二醇-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯PEG-b-P(GMA)45,利用1-(3-氨基丙基)咪唑(API)与GMA上的环氧基发生开环反应,合成了聚乙二醇-聚(咪唑丙基-1-胺-甲基丙烯酸羟丙酯)PEG-P(GMA-API)45.研究表明,该聚合物可以直接在水中自组装形成均匀的球形纳米胶束,粒径约为40 nm.由于咪唑基的p H响应性,胶束表面在p H从4增大到9的范围内均带正电荷,p H 7.4时共聚物可以与血红蛋白产生较强的静电作用和氢键作用,达到包载血红蛋白的目的.同时还研究了聚合物对不同比例血红蛋白的包封率,当聚合物与血红蛋白的质量比为1∶1时包封率最高,为32.4wt%.UV-Vis显示包封后的血红蛋白在不同气体结合状态的特征吸收峰与自由血红蛋白差别不大,表明载血红蛋白纳米胶束具有良好的气体运输能力,PEG-P(GMA-API)45纳米胶束将有可能用于新型的人工氧载体.     

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。     

含十二烷端基聚乙二醇-b-聚(N-丙烯酰脯氨酸甲酯)两嵌段在水溶液中的可逆再组装

以RAFT聚合制备了十二烷基末端聚乙二醇-b-聚(N-丙烯酰脯氨酸甲酯)两嵌段聚合物D12-EA,并用体积排除色谱和核磁氢谱表征了聚合物的结构。结合紫外-可见光(UV-Vis)、动态光散射(DLS)、静态光散射(LLS)、透射电镜(TEM)以及变温核磁氢谱(1 H NMR)研究了其在水溶液中的可逆再组装行为。不同于普通刺激响应性两嵌段在水溶液中由单分子链组装为纳米聚集体,在温度低于温敏性聚丙烯酰脯氨酸甲酯嵌段(A嵌段)浊点(CP)时,D12-EA两嵌段水溶液自组装形成粒径为20nm的球形胶束;而当温度高于CP时,球形胶束能够可逆地再组装为粒径约90nm的囊泡。变温1 H NMR揭示了当温度高于CP时,A嵌段由亲水壳层迁移至疏水核层,从而使体系再组装为自由能更低的结构。     

四臂星型聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物纤维状胶束及负载金纳米粒子的研究

通过两步原子转移自由基聚合,制备了4种不同嵌段长度的四臂星型嵌段共聚物苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP)4.在选择性溶剂甲苯中,随着嵌段长度的变化,自组装胶束的形态从球型到短棒状和纤维状的转变,其中(PS25-b-P4VP90)4自组装形成的以P4VP为核,以PS为花瓣型壳的纤维状胶束.以这种纤维状胶束作为模板,制备了金纳米粒子均匀分布的一维纳米材料     

嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装过程的计算机模拟

嵌段共聚物由于各嵌段性质不同,在选择性溶剂中能够自发地组装形成众多形态结构各异的纳米结构,如纳米级的球状、棒状、环状、片层状、囊泡及复合胶束等。这些胶束结构在药物传输、催化、电子信息等众多领域都有潜在的应用价值。通过计算机模拟可以在线监控嵌段共聚物的组装过程、揭示其组装机理,明确各种因素对组装结构的影响规律,为实验研究提供思路和理论支持,因此越来越受到人们的广泛关注。本文主要综述了通过计算机模拟对嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装研究的一些最新进展,详细讨论了影响嵌段共聚物自组装过程和胶束形貌的各种因素,并对这个领域未来的发展进行了展望。     

一种两亲性pH响应嵌段共聚物PEG-b-AAm的合成

以偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,通过可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)将一种新型的具有pH响应能力的共聚物链段(E)-3-((2-氨基乙基)氨甲酰)-6-甲基丙烯酰胺基-2-甲基-6-氧代苯-2-烯酸,及疏水的甲基丙烯酸丙酯、亲水性的聚乙二醇(PEG)进行共聚,合成了一种具有良好酸性响应能力的两亲性嵌段共聚物(PEG-b-AAm)。性能研究结果表明：嵌段共聚物PEG-b-AAm分子结构特征明确,能在水溶液中有效自组装成粒径100～200 nm的球状胶束;加入pH 5.5的醋酸钠缓冲液后,胶束逐渐发生崩解。