温敏性氨基酸-聚合物杂化材料的研究进展

温敏性聚合物在组织工程、药物传递和缓释、生物传感器以及纳米药物中有着广泛的应用。聚N-异丙基丙烯酰胺,聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯以及吡咯烷酮基聚合物是典型的温敏性聚合物。然而,这些温敏性聚合物功能相对单一。现代科技的发展,对温敏性材料提出了新的要求,如具有多重刺激响应特性、生物相容性好、可生物降解以及其他功能。氨基酸是两性分子,具有手性、生物相容性好、多官能团、二级结构丰富等优点。以氨基酸或多肽构筑温敏聚合物可以将聚合物的多样性与氨基酸的优点结合起来,本文介绍了此类材料的合成及研究进展。     

共轭聚合物的功能化及在生物/化学分析领域的应用

共轭聚合物具有电子高度离域的共轭结构及优异的光吸收和发射特性,在有机电子、化学/生物传感、医学诊断及生物成像等领域具有广泛的应用。特定基团功能化的共轭聚合物含有可特异性识别生物/化学分子的功能基团(如糖基、生物素、羧基、氨基酸、肽段、核酸、抗体、氨基、巯基等),进一步拓宽了共轭聚合物在生物/化学分析领域的应用。本文从功能化基团的不同类别出发,对近年来共轭聚合物的功能化方法及其在生物/化学分析领域的应用(如蛋白质、病原体、Hg2+、Pb2+检测)进行了综述,并对该领域的发展前景进行了展望。     

基于水溶性共轭聚合物的蛋白质检测*

近年来,以共轭聚合物作为生物传感元件,在生物大分子（如核酸、蛋白质）特异性识别、检测方面的研究越来越受到人们的关注。共轭聚合物具有强的光捕获能力,具有倍增光学响应性,可用来放大荧光传感信号,大大提高检测的灵敏度,为生物传感器的发展提供了新的传感模式。基于共轭聚合物的新型生物传感器在医疗诊断、环境检测以及国家安全防御等方面具有广泛的应用前景。本文简要介绍了共轭聚合物的荧光信号放大机制以及在蛋白质、酶、抗原－抗体检测方面的应用。最后对共轭聚合物在蛋白质检测方面的未来发展趋势进行了展望。     

聚肽的结构性能及其在生物材料领域的应用

聚肽是一类由氨基酸及其衍生物通过聚合反应形成的聚合物，具有和蛋白质类似的二级结构。由于其独特的结构和性能，近年来在蛋白质结构模拟、分子链构象研究、生物医学等领域被广泛地加以研究。本文着重介绍了聚肽的合成、分子链构象、相行为、自组装行为以及在药物缓释等领域的研究和应用状况，并对聚肽在组织工程领域的应用前景进行了展望，为聚肽在生物材料领域的应用提供参考。     

分子印迹技术在生化分离分析中的应用

分子印迹聚合物具有高选择性、稳定及实用的特点,在复杂基体中痕量分析物的高选择性分离富集中有着良好的应用前景,近年来在生物样品中的应用尤其引起人们关注.该文分别介绍了分子印迹技术的原理及生物分子印迹聚合物的制备方法,综述了分子印迹技术在氨基酸、生物碱、多肽、蛋白质等生物分离分析中的应用进展.     

荧光共轭聚合物在生物大分子检测中的应用*

共轭聚合物因其具有π-电子体系及共轭离域结构,一般都具有优异的发光性能,其发光强度和发射波长会随被检测化合物结构的不同而发生特异性响应,特别是在与被检测物相互作用过程中所产生电荷和能量能够沿共轭分子链进行有效传递,成倍放大这种作用,从而有效提高了检测灵敏度,这比相应的小分子化合物更具有优越性。目前共轭聚合物已被用于开发新型化学、生物传感器,尤其是在生物分子检测方面的应用得到迅速的发展。本文总结了近年来荧光共轭聚合物在生物传感方面的研究进展,主要讨论共轭聚合物在蛋白质、核酸及毒素检测中的应用。     

两性离子聚合物的抗蛋白质吸附机理及其应用

两性离子聚合物是一类同时带有阴、阳离子基团的聚合物。依据分子结构,它主要包括磷酰胆碱型、磺基甜菜碱型、羧基甜菜碱型以及混合型两性离子聚合物等。两性离子聚合物溶液性质可以通过调节溶液的pH值来实现近似阳离子或阴离子聚电解质。两性离子聚合物又具有特殊的“反聚电解质效应”。另外,两性离子聚合物还具有极强的亲水性、优良的热和化学稳定性、优异的生物相容性以及良好的抗污染性能等特性。本文着重介绍了两性离子聚合在抗蛋白质吸附机理的研究进展,同时针对近年来两性离子聚合物在抗污染材料、药物及基因的运输载体、物质检测与分离材料等领域的应用进行了简要的概述。并且,就两性离子聚合物在这几个应用领域的发展前景进行了展望。     

浅谈螺旋聚合物

螺旋聚合物广泛存在于自然界中,天然大分子如DNA、蛋白质和胶原等都呈现出神奇的螺旋结构,这些规整的二级结构对于生命体维持正常的生命活动至关重要。螺旋结构存在手性特征并具有旋光性,奇特的结构赋予了螺旋聚合物独特的性质和功能,使得螺旋聚合物在手性识别、不对称催化、手性响应和数据存储等领域显示了广阔的应用前景。本文简要介绍了螺旋聚合物研究概况,综述了动态和静态螺旋聚合物的研究进展,以及螺旋聚合物的功能和应用。     

氨基酸功能化环辛烯单体的区域及立体选择性开环易位聚合

合成具有可控初级结构的侧链型氨基酸聚合物,使其与具有完全精确初级结构的生物大分子相媲美,在高分子合成化学中仍然是一个长期的挑战。 在本文中,设计与合成了(环辛基-2-烯-1-羰基)-L-亮氨酸酰胺甲酯(1)和(环辛基-2-烯-1-羰基)-L-亮氨酸酰胺(2),通过Grubbs二代催化的开环易位聚合,合成了具有高反式双键选择性、高头尾区域选择性的亮氨酸衍生均聚物以及共聚物,这些聚合物具有相对较窄的相对分子质量分布(1.3~1.6)。 当组成为n(1)：n(2)=50：50嵌段共聚物在丙酮中形成以亲水嵌段poly(2)为核,疏水嵌段poly(1)为壳的半径为30 nm的反相胶束。 然而,相同组成的无规共聚物则难溶于丙酮中。这些具有明确的区域及立体结构的氨基酸衍生聚合物为仿生材料的相关应用奠定了基础。     

聚合物刷与生物分子相互作用的研究进展

聚合物刷是由一端紧密接枝在一个曲面或平面的聚合物链组成的大分子结构。近年来,随着聚合物制备方法和表面修饰技术的不断发展,聚合物刷的应用范围也在不断拓宽,相关研究已成为功能高分子材料领域的热点之一。具有特殊结构和功能的聚合物刷在生物分子固定、蛋白质分离、酶催化、药物控释等方面具有广阔的应用前景。本文综述了聚合物刷与生物分子相互作用及应用的最新研究进展,并展望了今后的发展方向。     

聚合物涂层在毛细管电泳分离蛋白中的研究进展

毛细管电泳具有分析时间短,分离效率高,样品消耗量少等优点,在生物样品分离,特别是蛋白质分析领域有重要应用。然而,毛细管内壁硅羟基的解离给分离结果带来诸多不良影响。聚合物涂层能够抑制蛋白质在毛细管内壁的吸附以及调控电渗流,故对毛细管内壁进行有效修饰能够提高其对蛋白质的分离效率及分离稳定性。该文主要综述了动态及静态聚合物涂层毛细管的最新研究进展,并概述了近些年基于多巴胺/聚多巴胺发展起来的涂层毛细管的研究进展,最后展望了聚合物涂层毛细管的发展趋势。     

蛋白质-聚氨基酸偶联物的高效合成与应用

蛋白质-高分子偶联物是重要的临床药物,可用于多种疾病的治疗.寻找新的生物可降解高分子材料来替代传统的聚乙二醇和发展高效、位点特异性的偶联方法是该领域目前所面临的2个重要挑战.聚氨基酸是一类具有较好生物相容性、可生物降解、含有丰富侧链官能团的仿生功能高分子,在蛋白质修饰方面具有突出的优势,是有较大潜力的聚乙二醇替代物.本专论主要从新型α-氨基酸-N-羧基酸酐(Ncarboxyanhydrides,NCA)可控开环聚合方法、聚氨基酸原位官能化制备位点特异性蛋白质偶联物、扩展功能聚氨基酸分子库调控蛋白质功能等3个方面详细介绍蛋白质-聚氨基酸领域的研究进展,并对这类新型偶联物的发展进行了简单的评述和展望.     

位点特异、拓扑结构明确的蛋白质-聚氨基酸偶联物的简洁合成

发展位点特异且具有明确拓扑结构的蛋白质-高分子偶联物是高分子和化学生物学领域共同面对的挑战之一.在聚合物末端精确引入一个或多个具有特殊反应活性的生物正交官能团是实现"位点特异"生物偶联的关键前提.这一过程通常比较低效、需要多步骤的官能团转化、聚合后修饰以及保护脱保护,费时且繁琐.最近,通过在聚合过程中原位生成官能团,以一锅-两步的过程得到可直接用于蛋白质偶联的异遥爪聚合物,从而实现了多种不同拓扑结构的蛋白质-聚氨基酸偶联物的快速构筑.这一简洁的合成路线实现了以前尚未获得的头-尾相接的环状偶联物的制备,使这些偶联物表现出了很强的体外酶稳定性以及热稳定性.该工作是蛋白质-高分子偶联化学的一次创新的尝试;同时,利用该方法所制备的偶联物在蛋白质药物领域具有广阔的应用前景.     

含吡啶基金属-超分子聚合物研究进展

金属-超分子聚合物是由金属离子与配体之间的相互作用形成的,是一类具有多样化几何构造和拓扑结构的新型功能高分子,它包括线型、接枝、交联、树枝等多种骨架结构.金属-超分子聚合物具有光、电、磁等特性,因此潜在的应用前景非常广阔,不仅可以在生物医用、分子器件、纳米材料,还可以在催化化学反应及吸附储氢等领域获得应用.由于吡啶基团为常用配体,且近年含吡啶基团的金属-超分子聚合物研究最为广泛,最为代表性,因此,本文以聚合物结构分类对近几年含吡啶基团的金属-超分子聚合物的研究进展作了简要综述.     

两性离子聚合物的合成及应用

两性离子聚合物因独特的链结构,使其具有卓越的化学性能、良好的热稳定性与水化性能,尤其是具有"反聚电解质效应溶液行为"这一特点,近年来引起了广泛关注。因大多数两性离子聚合物链内引入了—OH,—COOH,—SO3H等亲水基团,使其具有抗蛋白质污染、抗细菌黏附及抗凝血等性能。迄今为止,人们已合成了很多新型的、功能化的两性离子聚合物并将其应用于石油工业、生物医用材料、药物合成和污水处理等各个领域。本文主要对两性离子聚合物的结构、性质、合成方法、应用、最新研究成果及发展前景等作了简单的概述和分析,并对它的合成方法和应用作了主要介绍,以期对两性离子聚合物的研究和发展有所借鉴。     

表面接枝聚合物刷与仿生水润滑研究进展

动物关节的超低摩擦系数和长耐磨寿命主要归功于关节软骨表层以及关节滑液中呈“刷”型结构的生物大分子.人工仿制的表而接枝聚合物刷可以对关节润滑进行功能模拟,本文简要综述了近年来表面接枝聚合物刷的水润滑研究进展.重点讨论了不同类型聚合物刷(天然生物大分子、聚电解质刷、两性离子聚合物刷和中性聚合物刷等)的水润滑机理,最后讨论了目前仿生水润滑研究存在的问题以及未来的发展趋势及应用前景.     

氨基酸环内酸酐开环聚合制备多肽聚合物及其应用进展

氨基酸类聚合物具有良好的生物相容性及可降解性,逐渐成为重要的生物医药材料.通过氨基酸环内酸酐(NCA)开环聚合可以得到聚氨基酸,或者氨基酸与非氨基酸共聚物.该方法具有简便、高效及产率高等优点,且聚合物分子量及分子量分布可控.本文归纳总结了NCA开环聚合的原理,NCA单体和多肽聚合物的合成方法,聚氨基酸在水凝胶、多肽膜、多肽粘结剂、抗菌肽及自组装等领域的应用,利用聚乙二醇、聚酯、硅氧烷和壳聚糖等修饰聚氨基酸的进展,并展望了该领域未来发展方向.     

生物大分子印迹聚合物研究进展及其应用

介绍了生物大分子印迹技术及其印迹聚合物的研究进展,其中包括对蛋白质、核酸、微生物细胞进行分子印迹所采用的印迹方法、机理以及存在的问题,最后简要探讨了生物大分子印迹聚合物在医学研究中的应用前景。     

分子印迹技术在蛋白质识别中的应用进展

分子印迹技术是一种制备具有分子识别能力的聚合物的有效技术,已经广泛应用于制备对小分子具有选择性的分子印迹聚合物,但制备能够特异性识别生物大分子--蛋白质的分子印迹聚合物的研究仍然具有挑战性。本文讨论了制备蛋白质分子印迹聚合物的难点,评述了目前印迹蛋白质的方法及各自的优缺点,展望了蛋白质印迹技术的发展趋势。     

多肽聚合物合成新方法及生物医学应用

多肽聚合物是以多肽为主链的合成聚合物,由于其固有的生物相容性和生物降解性,在生物医学领域展现出广阔的应用前景,然而多肽聚合物的高效、快速、简便合成仍然具有很大挑战。近年来随着合成化学的快速发展,基于α-氨基酸的N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合法制备多肽聚合物取得了突破性进展,合成了大量基于多肽聚合物的新型材料。本文首先介绍了NCA单体的合成机理及最新改进,然后重点介绍了近年来新发展的NCA开环聚合快速、高效制备多肽聚合物的不同引发或催化体系,最后简要介绍了多肽聚合物在抗菌剂、药物递送及组织工程等领域的应用,并提出了多肽聚合物材料在生物医学领域应用所面临的挑战。