甲氧基聚乙二醇-b-聚L-半胱氨酸两亲性嵌段共聚物的合成与表征

首先以聚乙二醇单甲醚(mPEG-OH)为单体,采用经典的盖布瑞尔伯胺合成法合成了端氨基聚乙二醇单甲醚(mPEG-NH_2);然后以mPEG-NH_2为引发剂,S-苄基L-半胱氨酸N-羧酸内酸酐(BCys-NCA)为原料,通过N-羧酸内酸酐(NCA)开环聚合反应和液氨/钠处理脱除侧链上的保护基团,合成了两亲性嵌段共聚物甲氧基聚乙二醇-b-聚L-半胱氨酸(mPEG-b-PCys)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对聚合物的结构和组成进行了表征。结果表明:成功制备了侧链具有还原性巯基的两亲性嵌段共聚物mPEG-b-PCys,并且其聚合度可控性良好。     

两亲性杂臂星型嵌段共聚物胶束的制备、表征及载药性能研究

以溴代异丁酰溴与3,5-二羟基苯甲酸制备3,5-二(2-溴-2丙酰氧基)苯甲酸,再与聚乙二醇单甲醚酯化,合成含溴大分子引发剂PEG-Br2。以苯乙烯为单体,利用原子转移自由基聚合方法(ATRP)合成了两种不同亲疏水段比例的两亲性星型杂臂嵌段共聚物PEG-b-(PS)2。本实验利用FTIR、1H-NMR、GPC等技术对聚合物的分子结构及分子量进行表征,利用透析法制备聚合物胶束;采用AFM对聚合物胶束的纳米结构进行观察;采用荧光探针法测得其临界胶束浓度(CMC)分别为0.99 mg·L-1和0.59 mg·L-1;利用DLS测得聚合物胶束粒径为150 nm左右;以疏水型抗肿瘤药物氨甲喋呤(MTX)为模型药物,对载药胶束的体外释药行为进行了研究,测得聚合物胶束的载药量分别为为13.32%和10.00%,包封率分别为61.75%和46.82%。结果表明,随着疏水段的增大,星型杂臂嵌段共聚物胶束药物包载量及CMC随之降低,且在人体pH条件下药物释放较低;同时发现两种载药胶束在肿瘤细胞酸性条件下释药速率增加。综上,此类结构的聚合物胶束作为抗肿瘤药物MTX的载体分子具有很好的应用前景。     

聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物的胶束化行为研究

以氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG-NH₂)为大分子引发剂, 采用开环聚合方法合成了聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PAME), 并对其结构进行了表征; 用圆二色谱(CD)研究了嵌段共聚物在水溶液中的二级结构, 用芘荧光探针技术研究了共聚物胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC), 利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)研究了胶束的粒径分布和形态. 结果表明, 在水溶液中共聚物链以α-螺旋构象形式存在, 在一定条件下嵌段共聚物能够形成球形的稳定胶束, PAME-1形成胶束的CMC为1.99×10^-5 mol/L, CMC值受共聚物中聚L-丙氨酸(PLA)链段含量的影响.     

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.     

光敏性双亲共聚物在水溶液中的胶束化行为

通过ε-己内酯改性丙烯酸酯(FAa，n=1～4)与肉桂酰氯间的酰化反应合成了一系列光敏性大单体(FAaC)，与甲基丙烯酸(MAA)在溶液中进行自由基聚合，制备了具有光敏性的双素无规共聚物(PMFAaC)。将PMFAaC在选择性溶剂中进行自组装，可以形成纳米结构的聚合物。用动态激光光散射(DLS)研究了聚合物胶束的溶液行为，同时考察了单体含量、聚合物终浓度、聚合物侧链长、pH值、离子强度及温度等因素对胶束粒径的影响。实验结果表明，PMFAaC在选择性溶剂中可自组装成胶束，其粒径及其分布对单体含量、聚合物终浓度、聚合物侧链长、pH值、离子强度等有一定的依赖性，而对温度无依赖性。进一步用紫外光使肉桂酰基发生交联反应。从而制备得到核交联且稳定的纳米胶束。用DIS表征发现交联后的胶束粒径较交联前的小。     

基于含苯硼酸聚合物的双响应性胶束

分别合成了苯硼酸修饰的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚(天冬氨酸-co-天冬酰氨基苯硼酸)[PEG-b-P(Asp-co-AspPBA)]和含有二硫键及多元二醇的小分子3,3'-二硫代二[1,2(S)-丙二醇](DTBPD). 以DTBPD为小分子交联剂, 通过二醇单元与苯硼酸之间的共价酯化作用, 诱导PEG-b-P(Asp-co-AspPBA)自组装形成以苯硼酸环酯为核、 PEG为壳的交联胶束. 利用核磁共振氢谱和激光光散射对胶束的结构进行了表征, 并分别测定了该胶束在葡萄糖和氧化-还原试剂二硫苏糖醇(DTT)刺激下的响应行为. 结果表明, DTBPD可与聚合物链上的苯硼酸形成苯硼酸环酯, 通过交联作用诱导聚合物形成胶束. 交联度不同时, 胶束对于外界刺激(葡萄糖和DTT的响应行为也不同: 随着DTT和葡萄糖浓度的增加, 交联度高的胶束只发生响应性溶胀, 交联度低的胶束则先溶胀, 之后溶胀程度较大的部分胶束则发生解体, 导致胶束的平均粒径减小.     

光敏感双亲性梳状SMA聚合物的合成及其胶束化

以含香豆素型苯乙烯类光敏单体(coumarin-containing styrene monomer, CS)与苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为反应单体, 以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了光敏感三元苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)双亲交替聚合物P(St/CS-alt-MA), 再利用羧酸酐基元与正辛胺的室温胺解反应获得光敏感双亲性梳状聚合物P(St/CS-alt-MAA8). 用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、1H核磁共振(1H-NMR)等对该双亲梳状聚合物进行结构表征. 通过香豆素基元的光二聚作用, 使梳状聚合物溶解在DMSO中进行光照预交联; 非交联与预交联聚合物分别在选择性溶剂中自组装形成胶束; 利用羧酸基元与NaOH的离子化作用改变聚合物胶束的亲疏水性质. 动态激光光散射(DLS)与芘荧光探针实验表明预交联聚合物胶束较非交联胶束粒径大, 负载芘的能力强; 离子化作用使聚合物胶束解离重组成粒径更小的胶束, 但预交联胶束较非交联胶束小, 离子化后胶束疏水微区更加紧密, 负载芘的能力也增大.     

聚(丙烯腈-甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯-丙烯酸锂)的制备与表征

采用乳液聚合方法制备了锂离子电池凝胶电解质用丙烯腈-甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯-丙烯酸锂共聚物. 利用红外光谱(IR), 差示扫描量热法(DSC)对共聚物结构进行了表征. 利用倒相法制备了共聚物微孔膜, 使聚(丙烯腈-甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯)共聚物的溶解性能得到了显著提高, 同时, 还改善了膜的收缩性. 采用交流阻抗方法测试了凝胶电解质膜在室温下的电导率, 结果表明, 该凝胶电解质具有较高的离子电导率, 能满足现有锂离子电池使用要求.     

聚乙二醇-聚乳酸共聚物胶束溶液的冷冻干燥及胶束体外释药动力学研究

合成了一系列亲水、疏水链段质量比例不同的聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA)嵌段共聚物胶束, 并以两性霉素B为模型药物制备了载药胶束. 为获得稳定性良好的、可长期储存的载药胶束剂型, 对胶束进行了冷冻干燥. 使用不同浓度的糖类(包括甘露糖、海藻糖、葡萄糖)、泊洛沙姆188 (Pluronic F68)、聚乙二醇作为冻干保护剂, 以冻干产品的重分散性、冻干前后胶束的粒径及多分散性为指标评价各种保护剂的保护效果. 结果发现, 当嵌段聚合物中聚乳酸链段的质量百分比小于或等于聚乙二醇时, 糖类、Pluronic F68和PEG均可以起到有效的冻干保护作用; 而对于聚乳酸链段质量比例较大的共聚物胶束, 只有PEG和Pluronic F68能够起到较好的冻干保护作用. 对载药胶束体外释放研究表明, 聚合物胶束的体外释放缓慢, 符合一级动力学特征.     

多价环状模板法合成交联胶束和类环胶体

通过点击偶联法, 用二茂铁（Fc）修饰环状聚甲基丙烯酸羟乙酯[c-P(HEMA)₅₀]的侧链羟基, 得到多价环状聚合物模板c-P(HEMA-Fc)₅₀, 该模板可通过β-CD/Fc的主客体识别作用, 在Fc位点有序偶联以亲水聚乙二醇（PEG）和硫辛酸（LA）功能化的β-环糊精（β-CD）, 形成具有明显核壳结构的超分子胶束[c-P(HEMA-Fc)₅₀/β-CD-PEG-LA]. 该超分子胶束可通过二硫苏糖醇（DTT）催化的分子内自交联（CL）形成交联的超分子胶束, 作为交联β-CD-PEG-LA的环状胶体前驱体. 与三臂星状聚合物模板相比, 环状聚合物模板的优势在于环状多价结构具有更高的稳定性和空间位阻效应, 以环状聚合物为模板制备的交联胶束和类环胶体的胶束前驱溶液的浓度可显著提高至1.0 mg/mL.     

聚L-丙氨酸-聚乙二醇嵌段共聚物纳米胶束的研究

分别以氨基聚乙二醇和氨基聚乙二醇单甲醚为大分子引发剂,采用开环聚合的方法合成了两亲性聚L-丙氨酸-聚乙二醇(PAE)和聚L-丙氨酸-聚乙二醇单甲醚(PAME)两种嵌段共聚物,其结构经1H NMR,IR,DSC,GPC等表征;利用园二色技术研究了其在水溶液中的二级结构,用芘荧光探针技术研究了其胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC),利用透射电镜研究了胶束的形态。结果表明,在水溶液中共聚物链以α-螺旋构象形式存在,在一定条件下嵌段共聚物PAE-1,PAE-2,PAME-1和PAME-2能够形成球形的稳定胶束,PAE-1形成胶束的CMC为3.36×10-5mol.L-1,CMC值受嵌段类型和共聚物中聚L-丙氨酸链段含量的影响。     

含铕荧光两亲接枝共聚物的制备及胶束化行为

以丙烯酸(AA)、 苯甲酸(BA)和邻菲啰啉(Phen)为配体, Eu³⁺为中心离子, 制备了可聚合荧光配合物单体, 并以此单体为功能单体, 聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)和甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为共聚单体, 通过溶液聚合制备出含铕两亲荧光接枝共聚物P-[HFMA-co-Eu(AA)(BA)₂Phen]g-PEG. 利用红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(¹H NMR和¹⁹F NMR)对共聚物的结构进行表征; 采用表面张力法测定共聚物的临界胶束浓度(cmc)为0.20 g/L; 通过透射电子显微镜(TEM)和动态光散射仪(DLS)观察胶束的形貌及其胶束化行为, 发现该共聚物可以形成大小均一的球形胶束, 且随着共聚物浓度的提高, 胶束粒径相应增大; 在溶液浓度达到临界胶束浓度时, 溶液荧光出现强度突变.     

pH响应性聚合物胶束的制备、表征及对阿霉素的控制释放研究

以主链含腙键的聚乙二醇大分子(PEG-NH-N=CH-OH)为引发剂,通过开环聚合己内酯(ε-CL),制备了一种具有pH响应性的两亲性嵌段共聚物PEG-NH-N=CH-PCL.运用核磁共振(~1H NMR)、透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等对聚合物的结构、胶束的形貌及粒径进行表征.结果表明,聚合物胶束呈规整球形且分布均匀,平均粒径约98nm,pH 5.0时胶束粒径显著增加.负载阿霉素(DOX)的聚合物胶束的载药量为16.4%,包封率为57.4%.体外释放研究表明,pH 5.0时药物释放速率比pH 7.4时快,48h后累计释放率达91.1%.因此,该pH响应性聚合物胶束作为抗癌药物载体具有潜在的应用价值.     

聚癸二酸酐-聚乙二醇共聚物的制备与性能研究

研究了高真空熔融缩聚法制备聚癸二酸酐-聚乙二醇(PSA-PEG)共聚物,采用红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)对制备出来的PSA-PEG共聚物进行了结构表征,并进行了共聚物性能的测定.将癸二酸预聚物与不同分子量的PEG共聚,研究了聚合物结构组成与性能之间的关系,并通过改进实验方法,得到分子量分布较窄的共聚物(PDI:1.10),使制备出的PSA-PEG6000共聚物数均分子量Mn由原来的7291增加到12281.     

温敏性Pluronic-b-poly((ε-caprolactone)-co-(6-(benzyl-oxycarbonylmethyl)-ε-caprolactone))的合成和性能研究

以聚乙二醇99-b-聚丙二醇69-b-聚乙二醇99(PEO99-b-PPO69-b-PEO99 Pluronic F127)为大分子引发剂,引发己内酯(CL)和6-乙酸苄酯-己内酯(BCL)开环聚合得到一系列不同BCL含量的两亲性嵌段共聚物Pluronic-b-poly((ε-caprolactone)-co-(6-(benzyl-oxycarbonylmethyl)-ε-caprolactone))(Pluronic-b-P(CL-co-BCL)).通过核磁共振,红外光谱和凝胶渗透色谱确定共聚物的结构、组成和分子量及其分布.热重分析、X射线衍射和差示扫描量热法的结果表明,聚合物的热稳定性及结晶性均可通过调控共聚物中BCL的含量进行调控.通过乳化溶媒挥发法制备聚合物胶束,并用荧光光谱,扫描电镜和粒径分析仪研究聚合物胶束的形成,形态和大小,结果表明胶束呈现规整球形且分布较为均匀,均具有较小的临界胶束浓度且受聚合物中BCL比例的影响;由光散射的结果看出,随着BCL的引入,Pluronic-b-P(CL-co-BCL)胶束粒径呈现出可逆的温度敏感性变化.     

pH和还原双重敏感性超支化纳米胶束的制备及其释药性能

将聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)与胱胺(Cys)置于水溶液中,通过亲核开环反应制备出超支化聚合物,并自组装形成多核-壳结构的纳米胶束,再通过甲氨蝶呤(MTX)与纳米胶束间的疏水作用制备出载药胶束。用FT-IR、~1H-NMR、DLS、SEM等方法对聚合物结构和胶束粒径与形貌进行表征,采用噻唑蓝(MTT)法测试纳米胶束和载药胶束的细胞毒性。结果表明:聚合物经过透析纯化后自组装形成纳米胶束,其粒径约为100nm,呈均一球形;载药胶束对MTX的载药率为10.32%;当载药胶束处于模拟肿瘤环境中时,酸性和还原性条件可刺激药物释放。细胞毒性实验表明,纳米胶束具有优良的生物相容性;载药胶束具有较强的抗肿瘤活性。     

叶酸封端的聚(碳酸酯-co-乙二醇)嵌段共聚物的合成及其胶束的制备

在不添加催化剂的情况下,通过聚乙二醇单甲醚(mPEG)引发5,5-二甲基-1,3-二噁烷-2-酮(DTC)本体开环聚合,得到了生物可降解脂肪族聚(碳酸酯-co-乙二醇)(DMP)两亲性嵌段共聚物。将其与叶酸(FA)反应,合成了末端含有叶酸的生物可降解两亲性嵌段共聚物(FA-DMP)。所得聚合物结构经傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(1 H-NMR)、紫外光谱(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)表征。利用聚合物FA-DMP的两亲性结构特点,采用透析法制备了其聚合物胶束。结果表明,在不添加任何催化剂的情况下,利用mPEG的端羟基可成功引发DTC开环聚合,且通过改变投料比可调控DMP嵌段共聚物的分子量;FA-DMP聚合物可形成具有一定纳米尺寸的胶束,且其粒径与聚合物的亲水-疏水链链长有关。     

聚乙二醇-聚乳酸-聚甲基丙烯酸羟乙酯两亲性三嵌段聚合物的合成及其自组装研究

具有生物相容性的两亲性嵌段共聚物在水中易形成胶束,在医学诊断、体内药物缓释及药物靶向输送方面具有广阔的应用前景.利用二嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA)引发甲基丙烯酸羟乙酯的原子转移自由基聚合,制备了两亲性三嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PEG-PLA-PHEMA),利用凝胶渗透色谱(GPC),红外光谱(FT-IR),1H NMR表征了其聚合物组成;然后利用透析法制备了不同分子量的聚合物胶束,动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明其形貌规整、尺寸均一,而且胶束粒径在PEG和PLA链段长度不变的条件下,随PHEMA链段的变长而增大.PHEMA链上大量羟基的存在为聚合物胶束的功能化改性提供了反应位点,加上本身完全由具良好生物相容性的聚合物制备,使其在可控药物释放方面具有很大的应用潜力.     

pH响应型苯硼酸酯连接嵌段聚合物的合成及药物控释

以含苯硼酸酯(PBE)的聚乙二醇单甲醚(mPEG)大分子(mPEG-PBE-OH)为引发剂,引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,制备了以硼酸酯结构连接的pH敏感两亲性聚合物(mPEG-PBEPCL)。然后,使该聚合物在水相环境中自组装形成"核-壳"结构纳米胶束,并将阿霉素(DOX)负载在胶束内核中,形成载药胶束(DOX@mPEG-PBE-PCL)。通过核磁共振氢谱(~1 H-NMR)、红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物结构进行了表征,通过透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)等对胶束的形貌和粒径进行了表征,通过紫外吸收光谱分析了胶束载药量和载药效率,并对胶束的pH敏感释药性能与体外细胞毒性进行了验证。结果表明:聚合物自组装形成粒径约127nm的球形胶束,对DOX具有较高的负载能力;聚合物具有良好的pH响应性和生物相容性,DOX@mPEG-PBE-PCL能在肿瘤细胞弱酸性环境中释放DOX,有效递送至细胞核;与游离的DOX·HCl相比,DOX@mPEG-PBE-PCL对鼠源黑色素瘤B16F10细胞具有相近的抗肿瘤活性。     

医用生物相容性接枝共聚物负载阿霉素和香豆素的研究

以一端连有单电子转移自由基聚合(RAFT)链转移剂的聚乙二醇(PEG)为大分子链转移剂,调控2-(4-羟基丁酰氧基)甲基丙烯酸叔丁酯(t BHBMA)的RAFT聚合,得到的PEG-b-Pt BHBMA嵌段共聚物引发丙交酯的开环聚合,制得接枝共聚物PEG-b-(Pt BA-g-PLA).通过聚乳酸末端的羟基与7-甲氧基香豆素-3-羧酸(COU)中羧基的酯化反应,得到了含有荧光标记分子的接枝共聚物PEG-b-(Pt BA-g-PLA-COU).该聚合物主链选择性水解,得到了含有荧光标记分子的两亲性接枝共聚物PEG-b-(PAA-g-PLA-COU).以PEG-b-(PAA-g-PLA-COU)为药物载体,对阿霉素(DOX)进行了负载,制得了含有荧光标记分子的聚合物载药胶束.利用紫外光谱和动态光散射测定了载药胶束的载药量和胶束尺寸.