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。     

无规共聚物自组装球形胶束表面亲水性的耗散粒子动力学模拟

建立了含不同亲疏水粒子比的双亲性无规共聚物粗粒化模型. 采用耗散粒子动力学方法模拟了两亲性无规共聚物选择性溶剂自组装球形胶束表面的亲水性能. 模拟结果表明, 无规共聚物在选择性溶剂中自组装得到实心球形胶束, 球形胶束表面的亲水性与聚合物链亲水粒子含量、溶剂的选择性有关. 随着聚合物链所含亲水粒子增加, 球形胶束表面的亲水性增强. 球形胶束表面的亲水性随着疏水粒子与溶剂粒子间的排斥参数增大而增强, 模拟结果与实验结论一致. 该模拟方法给出的胶束微结构信息可以为双亲无规共聚物分子设计及自组装双亲胶束制备提供一定的理论指导.     

介孔核结构聚合物胶束的制备及其在汞离子检测中的应用

通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)和原子转移自由基聚合(ATRP)设计合成了具有p H响应性和还原响应性的双亲性聚合物分子刷,聚聚(乙二醇)单甲醚甲基丙烯酸酯-block-(聚甲基丙烯酸叔丁酯-graft-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)(POEGMA-b-(Pt BMA-g-PDMAEMA)),其中侧链PDMAEMA与主链通过二硫键相连.运用核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及分子量分布.在碱性条件下,聚合物分子刷自组装成以POEGMA为壳,Pt BMA和PDMAEMA为核的多组分胶束.由于Pt BMA和PDMAEMA互不相容,在核中形成微相分离,体积分数较大的Pt BMA形成连续相,体积分数较小的PDMAEMA形成分散相.调节p H至酸性条件后,分散相PDMAEMA由坍陷变为伸展状态,从胶束的核中溶解出来.加入还原剂断开侧链PDMAEMA与主链相连的二硫键,制得孔内壁含有巯基的介孔核结构聚合物胶束.利用透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征了胶束的形貌和粒径.通过TEM结果得出介孔核结构聚合物胶束的孔径大小约为2 nm.利用巯基对氯金酸的还原作用和对金纳米粒子的稳定作用,制得孔内修饰金纳米粒子的介孔核结构聚合物胶束.利用巯基和溴的点击反应,制得孔内修饰聚噻吩衍生物的介孔核结构聚合物胶束,其对Hg~(2+)检测表现出较高的灵敏度和特异性.     

两亲性嵌段共聚物在选择性溶液中吸附行为的理论研究

通过自洽场理论方法研究了在圆形孔道以及水平基板受限情况下两亲性嵌段共聚物在选择性稀溶液中的自组装形态,考察受限管壁、管壁极性以及基板间距对聚合物吸附行为的影响.中性圆形孔道中,随着溶剂对疏水链的排斥作用增强和对亲水段的亲水作用增大,聚合物以蘑菇形状吸附于管壁上.疏水链、亲水链与溶剂的相互作用差异性越大,越容易产生吸附现象.在亲水性孔道中,吸附现象有所缓解,随着管壁对亲水段吸引作用的增强,聚合物在管壁附近形成规则排列的球状胶束.当疏水链、亲水链与溶剂的相互作用相差非常大时,即使管壁对亲水嵌段的吸附作用增强,也不能消除聚合物吸附现象.在中性水平基板中,随着基板间距的增加,两亲性嵌段共聚物在基板附近依次出现球状胶束-蘑菇状胶束-单层球状胶束-高分子刷-双层球状胶束-对称高分子刷的自组装形态.     

聚合物胶束作为药物载体的研究进展

聚合物胶束是具有疏水核心和亲水壳的自组装纳米颗粒.作为一种新型的药物载体,聚合物胶束具有载药范围广、结构稳定、体内滞留时间长、毒副作用小等特点.可以通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应被动地富集在癌组织中,也可以通过修饰聚合物胶束的表面基团来实现药物靶向给药.本文总结并分析了聚合物胶束作为药物载体的研究进展,包括聚合物胶束的功能特点、制备、应用和药物的包载.     

可编程DNA胶束

正DNA胶束是一段由亲水的DNA链与一段疏水链通过自组装形成的纳米结构1。得益于DNA的可编程性及其疏水链的可调控性,DNA胶束已被广泛应用于生物医学领域,例如,细胞成像、靶向药物递送以及免疫佐剂治疗等~(2–4)。然而,DNA胶束的形成通常依赖于疏水链之间的疏水-疏水相互作用,这使得其面临临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)较高、胶束稳定性差     

光响应“线性-超支化”超分子嵌段共聚物的制备及其对金表面的可逆亲疏水修饰

报道了一类新型的α-ωn型"线性-超支化"超分子嵌段共聚物.分别通过可控阴离子开环多支化聚合方法(ROMBP)和可逆加成-断裂链转移聚合方法(RAFT)合成了含有一个β-环糊精基团的亲水超支化缩水甘油醚(CD-g-HPG)和含有一个偶氮苯基团的疏水线性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-AZO).两者可以通过β-环糊精和偶氮苯基团之间的主客体识别作用形成两亲性线性-超支化超分子嵌段共聚物PMMA-b-HPG.由于线性PMMA-AZO残留有RAFT聚合时链转移剂中的三硫代酯结构,超分子聚合物PMMA-b-HPG可以通过三硫代酯与金形成的硫-金键(S-Au)对金表面进行修饰形成自组装单分子层(SAM).修饰后的金表面呈现出光控的可逆亲疏水性能.在紫外光下,由于β-环糊精/偶氮苯之间的主客体识别作用被破坏,亲水的CD-g-HPG从表面脱离,表面变为疏水;在可见光下,如果重新将金片浸泡在CD-g-HPG溶液中,金表面的亲水性可以恢复.     

基于非共价键作用的二嵌段共聚物/均聚物超分子体系的自组装行为

采用实空间求解的自洽场理论,研究了两亲性二嵌段共聚物(AB)/均聚物(C)超分子体系在溶液中的自组装行为,其中B疏水嵌段的自由末端与C均聚物的一个末端形成可逆的非共价键.在稀溶液中,AB/C超分子聚合物体系通过自组装形成了一系列不同形貌的胶束,如核-壳-冠的三层胶束和蠕虫状胶束等.研究发现,胶束形貌受到非共价键强度和初...     

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.     

部分水解聚丙烯酰胺-羟乙基纤维素的水相pH响应性自组装

为考察无规共聚物在全水相环境中的自组装行为, 合成了结构类似于无规共聚物的低相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM). 尝试改变水溶液pH值来诱导HPAM与羟乙基纤维素(HEC)发生自组装, 采用透射电子显微镜(TEM)观察到不同pH值时分别获得了100 nm的似正方体胶束, 200 nm×100 nm的类椭球胶束, 100 nm的串珠状胶束以及500 nm×300 nm×50 nm的半月形胶束等pH响应性核壳型聚合物胶束. 建立了金在胶束表面原位还原耦合TEM表征方法, 用于检测低衬度聚合物胶束的纳米细节; 配合电子探针X射线微区分析(EPMA)和扫描电子显微镜(SEM), 证实了半月形聚合物胶束的精致分级构造为亲水性内囊@疏水性连续囊壁@亲水性外壳的多泡囊泡, 并证实pH=0.9时多泡囊泡崩解为疏水性内核@亲水性外壳的10 nm类球体小胶束. 通过分析链节质子化状态的pH响应性, 结合zeta电位和吸光度测定结果, 阐释了不同pH值时组成聚合物胶束的核和壳的链段归属, 获得了全水相中HPAM自组装驱动力和形貌方面的全新知识.     

纳米结构TiO2／SiO2的逐层自组装

采用逐层自组装方法在二氧化硅球表面交替组装了十二烷基硫酸钠单分子膜和 二氧化钛纳米粒子膜，该复合多层膜经高温假烧后得到了核壳型纳米结构二氧化钛 ／二氧化硅复合颗粒．利用XRD，SEM，X射线能谱等对复合颗粒进行了表征．结果 表明：二氧化肽在复合颗粒表面排列紧密、均匀，粒径在50nm左右，为锐钛矿型结 构．复合颗粒中二氧化肽的含量随组装层数的增加而均匀增加．     

纳米结构TiO2/SiO2的逐层自组装

采用逐层自组装方法在二氧化硅球表面交替组装了十二烷基硫酸钠单分子膜和二氧化钛纳米粒子膜 ,该复合多层膜经高温煅烧后得到了核壳型纳米结构二氧化钛 /二氧化硅复合颗粒 .利用XRD ,SEM ,X射线能谱等对复合颗粒进行了表征 .结果表明 :二氧化钛在复合颗粒表面排列紧密、均匀 ,粒径在 5 0nm左右 ,为锐钛矿型结构 .复合颗粒中二氧化钛的含量随组装层数的增加而均匀增加     

π-共轭纤维状杂化纳米结构的精准构筑与功能化

共轭聚合物因在电致发光材料、场效应晶体管等领域具有潜在的应用前景而受到人们的广泛关注。通过π-共轭聚合物的可控组装实现纳米纤维结构的精确构筑一直是提升材料性能的研究方向和挑战之一。近来,中国科学院上海有机化学研究所黄晓宇、冯纯课题组将非共价作用与活性结晶驱动自组装相结合,实现了多组分和多功能的以π-共轭对苯撑乙烯撑寡聚物(OPV)为核的纤维状杂化纳米结构的精确构筑及选择性功能化。利用"自晶种"(self-seeding)和活性"种子增长"(seeded growth)制备了以OPV为核,不同壳层的三嵌段和五嵌段单分散纳米纤维,并实现了对纤维各个嵌段长度的控制。利用聚2-乙烯基吡啶(P2VP)壳层作为后功能化锚点,可将无机纳米粒子(CdTe量子点、Au、Ag和Fe3O4纳米粒子)、聚合物球形胶束、SiO2/TiO2层负载在纤维状胶束的P2VP壳层中,并可单独对含有不同壳层的多嵌段纤维状胶束的P2VP壳层进行选择性修饰。这为多组分和多功能的π-共轭杂化纳米纤维状结构的高效构筑提供了一条新途径。     

表面活性剂类多肽A6KA6K的自组装及机理研究

为了研究表面活性剂类多肽疏水链段长度及亲疏水氨基酸比例对其自组装结构的影响,本文设计了一种表面活性剂类多肽A6K的二倍体A6KA6K。圆二色谱分析表明的二级结构主要为无规卷曲结构并伴有少量的α-螺旋;透射电子显微镜和动态光散射分析表明,其在水溶液中能自组装形成纳米囊泡状结构。芘荧光分子探针研究表明自组装体存在疏水微区域将芘分子包裹在其中,证明了这种多肽在溶液中可形成胶束类的自组装体,并计算了其临界胶束浓度。相比已报道的表面活性剂类肽A6K,本文设计的肽序列A6KA6K由于在较长疏水链段区域中存在亲水性氨基酸K,对疏水相互作用有影响,使得含有14个氨基酸的肽自组装形成纳米囊泡状结构。     

CMC系列高分子表面活性剂的胶束形态

高分子表面活性剂分子量高 ,分子中兼具亲水和疏水链段 ,在选择性溶剂水中同小分子表面活性剂一样 ,可形成疏水链段为核心、亲水链段为外壳的胶束结构 ,但高分子量又使其表现出许多不同于低分子表面活性剂的形态特征 ,如胶束的多种形态、尺寸分布多分散性等等 ,而这些形态特征对高分子表面活性剂的界面活性、增粘、乳化等性能有决定性的影响．结构规整的嵌段或接枝共聚物在选择性溶剂中的分子聚集形态已有研究 ［１,２］,亲水亲油性的高分子表面活性剂在水溶液中由于结构复杂、水溶液中氢键作用及静电作用力等因素造成的困难 ,因而研究较少…     

乙二醇-聚(咪唑丙基-天冬酰胺)-聚丙氨酸三嵌段共聚物的合成及其pH-响应性药物控制释放性能的研究

聚天冬氨酸及其衍生物是一种具有良好生物相容性和可生物降解性的高分子材料, 被广泛应用于生物医药领域. 本研究通过大分子引发剂ω-胺基-α-甲氧基聚乙二醇引发N-羧基-α-氨基环内酸酐开环聚合和N-(3-氨丙基)咪唑侧基改性, 制备了一种侧链含有咪唑丙基的聚乙二醇-聚(咪唑丙基-天冬酰胺)-聚丙氨酸三嵌段共聚物. 在水溶液中, 此聚合物可自组装形成一种核-壳-冠型的三层共聚物胶束, 其中疏水性的聚丙氨酸链段自聚集形成胶束的核, 聚(咪唑丙基-天冬酰胺)链段形成具有pH-响应性的壳层, 用于包埋和释放药物, 外围的聚乙二醇链段可以提供一个稳定的水合冠层, 延长药物的体内循环时间. 利用咪唑环与游离阿霉素之间的π-π相互作用和疏水相互作用可以在自组装的过程中将阿霉素包埋到胶束内. 研究发现, 载药胶束随环境pH 值的降低药物的释放速率显著增加. 这主要是由于咪唑环在酸性条件下的质子化导致链段亲疏水性质发生明显变化.     

基于超支化聚合物的单分子胶束的研究进展

近年来,单分子胶束/粒子(Unimolecular micelle:UIM)引起了人们的极大兴趣,这是由于通过对核和壳的化学设计,粒子的溶解性、生物相容性、刺激响应性、与基质的相互作用等都可得到改进,粒子还可以包裹多种客体。相对于自组装法而言,超支化聚合物法在合成UIM方面具有某些独有的特征,主要表现在:(1)UIM的尺寸主要由超支化聚合物决定,从而具有相当的可预见性;(2)可以大规模、高浓度合成UIM;(3)对聚合物的亲水性没有要求,可以利用的聚合物非常广泛,核-壳结构更为丰富;(4)产品可以以任何形式存在。本文在简要比较以自组装法和超支化聚合物法合成UIM的基础上,主要介绍了以超支化聚合物(特别是超支化聚甘油醚(PG))为支架合成各种核-壳聚合物及其应用。以长链小分子或聚合物改性的PG可以用作纳米胶囊,也可以作为纳米模板来合成各种无机粒子,而后者显示出量子限制效应和模板效应。特别地,一种全亲水壳交联的、刺激响应的粒子的合成显示了超支化聚合物法在合成复杂UIM方面的优势。总之,超支化聚合物法提供了巨大的核-壳结构分子设计空间,为合成功能集成粒子提供了更多机会。     

嵌段聚合物PGMA-b-PDEAEMAx的合成及其CO2诱导解组装行为

以甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯为疏水段,聚甲基丙烯酸甘油酯为亲水段,采用可逆加成-断裂转移聚合合成了具有不同嵌段比例的甲基丙烯酸甘油酯-b-甲基丙烯酸二乙氨基乙酯二嵌段聚合物(PGMA-b-PDEAEMAx),其结构经1H NMR和GPC表征。聚合物通过自组装形成球形胶束、线性胶束聚集体和囊泡结构;向聚合物溶液中通入CO2后,其自组装解体。     

Pickering乳液聚合制备核-壳结构PS-SiO2复合微球

用二氯二甲基硅烷对纳米SiO2粒子进行疏水改性,当其表面Zeta电位由-54.8 mV变成-25.8 mV时,SiO2粒子就能在苯乙烯-水界面自组装,形成稳定的Pickering乳液,即以胶体粒子为乳化剂的乳液.利用Pickering乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、纳米SiO2为壳的PS-SiO2复合微球.用FT-IR、XPS、SEM、偏光显微镜等对复合微球进行了表征.结果表明:复合微球由聚苯乙烯和纳米二氧化硅粒子组成,二氧化硅粒子以单层、六方密排的方式分布在聚苯乙烯微球表面.     

具有温度响应壳层的金纳米粒子的制备

利用可逆-加成断裂链转移聚合得到全亲水性的嵌段共聚物(PEO-b-PNIPAM), 通过"grafting to"使其接枝到金纳米粒子表面. 通过透射电子显微镜、 紫外-可见吸收光谱、 能谱分析及动态光散射研究了杂化的金纳米粒子的壳层结构及温度响应行为. 实验结果表明, 得到核壳结构的金纳米粒子, 同时其壳层具有温度响应行为. 随着温度的升高, 其流体力学半径略有减小. 在整个升温过程中, 由于外层PEO链段的抑制作用, 没有发生粒子间的聚集.