水溶性共轭聚合物分子刷的研究进展

水溶性共轭聚合物研究属于国际前沿研究领域,因其具有水溶性和超级信号放大作用,在生物传感领域展现出良好的应用前景.但由于传统水溶性线型共轭高分子两亲性结构特点,其含有的憎水性刚性共轭链在水溶液中易聚集,水分子对共轭链激发态的影响导致其发光效率低(一般小于30%),严重制约了其应用与拓展.如何方便有效构筑高分子的高支化是获得高荧光效率的关键.在本篇综述中,我们综述了水溶性共轭聚合物分子刷的合成技术,分析了其结构与光学性质的关系,为水溶性共轭聚合物分子刷的设计和制备提供指导.另外,总结了水溶性共轭聚合物分子刷在化学生物传感、生物成像、药物运输、癌症治疗等领域的应用,最后对水溶性共轭聚合物分子刷存在的主要问题以及未来的热点方向进行了分析和展望!     

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。     

刺激响应型聚合物刷的研究进展

本文综述了刺激响应型聚合物刷的研究进展,阐述了刺激响应型聚合物刷的分类、与基体表面的连接方式以及常规制备方法,介绍了离子强度、温度、pH值、光、溶剂等刺激响应型聚合物刷及其研究现状,并对相应的刺激响应机理进行了探讨。此外,本文还综述了多重刺激响应型聚合物刷的制备设计思路及其刺激响应特性,概述了聚合物刷在响应外界刺激后对基体的弯曲作用以及利用该作用进行可控三维自组装,并对刺激响应型聚合物刷的应用前景进行了展望。     

磷脂聚合物的研究进展

磷脂聚合物是一类生物相容性很好的生物材料。本文从其化学组成和微观结构出发 ,综述了磷脂聚合物的发展及应用现状。     

结构可控的聚合物长短刷接枝纳米粒子

通过RAFT聚合制备了一系列窄分子量分布的聚(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)(PTEPM)-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段共聚物和PTEPM、PMMA低聚物.将具有不同PMMA分子量的2种PTEPM-b-PMMA共聚物与低聚物PMMA或PTEPM进行共组装(微相分离),形成片、柱、球等不同PTEPM相区结构.采用盐酸气氛处理,PTEPM相区水解交联形成倍半硅氧烷SiO1.5内核,分离纯化得到聚合物长短刷接枝纳米粒子.使用这种相分离-交联-分散制备方法,调节嵌段共聚物分子结构和三组分比例,可实现聚合物接枝纳米粒子内核形状和尺寸、接枝密度、长短刷比例、长刷长度的精确调控.这些纳米粒子是研究聚合物纳米复合材料结构-性能关系的理想模型体系.     

聚合物在仿生合成中的应用研究进展

仿生合成技术通过模拟生物矿化机理,以有机物为模板控制无机物的生成,制备具有特殊结构及性能的无机材料.聚合物是仿生合成中较多采用的有机模板之一,用来控制无机粒子的成核、生长及排列,能够在温和条件下合成具有多级结构、特殊形貌和优异性能的有机,无机复合材料.本文综述了聚合物在仿生合成中的应用研究进展,并指出了存在的问题及发展方向.     

金表面聚合物刷及图案化微结构的制备

采用表面引发室温原子转移自由基聚合(ATRP)方法在金基底上原位制备了接枝聚合物刷,其制备过程用厚度测量,ATR-FTIR,XPS等进行了表征,初始时聚合物刷的厚度随着聚合时间的增加线性增加,表现为活性聚合的特征．XPS表征证明表面引发聚合后聚合物刷末端仍然存在ATRP反应的引发剂．紫外光刻图案化的聚合物刷作为电沉积的模板,经电沉积、后紫外处理、湿化学刻蚀步骤后得到了分离的导电聚合物微阵列结构,通过浇注／粘附处理将导电聚合物微阵列转移至硅油弹性体片,由于导电聚合物在湿化学刻蚀中对基底金具有良好的保护作用,因此在导电聚合物阵列被转移后,基底表面得到金微阵列。     

由平面合成聚合物刷--表面引发原子转移自由基聚合研究进展

原子转移自由基聚合反应(ATRP)是实现活性聚合,获得可控聚合物的一种有效途径。通过表面引发原子转移自由基聚合,在材料表面合成聚合物刷,是改变材料表面特征的有效方法。本文综述了表面引发原子转移自由基聚合合成聚合物刷及其最新进展。     

仿生聚合物的制备及其分子识别作用

本文评述了仿生聚合物的制备及其对分子的识别作用和在分离和生物医用材料方面的应用。     

一种仿细胞膜聚合物用于碳纳米管表面改性

以新型含有磷酸胆碱基的仿细胞膜两亲聚合物——胆固醇封端的聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱)(CPMPC)为表面稳定剂实现碳纳米管的表面改性,利用两亲聚合物中的胆固醇疏水段与碳纳米管表面进行非共价键的稳定结合,通过两亲聚合物中聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)(PMPC)亲水段实现其水溶性和生物相容性.并以商业可获得的典型两亲分子,末端为胆固醇的聚氧乙烯(CPEG)和卵磷脂,为对照进行研究.研究表明CPMPC和CPEG均具有比卵磷脂更高的对碳纳米管进行分散的能力.而CPMPC改性的碳纳米管比CPEG改性的碳纳米管具有更优的稳定性和生物相容性,通过新型仿细胞膜聚合物改性的碳纳米管在生物医用领域有潜在应用.     

高分子仿生有序微结构及其反射和响应特性

介绍了具有减反射和刺激响应性能的高分子仿生有序微结构,总结了近年来报道的高分子仿生有序微结构的仿生设计、结构构筑及性能研究的工作.最后就高分子仿生有序微结构的发展方向及其面临的问题和挑战进行了展望.     

含氨基和环氧基双功能基的聚合物刷磁性微球的制备及对青霉素G酰化酶的固定化

在内部分散超顺磁性Fe3O4纳米粒子的二乙烯苯交联聚丙烯酸微球表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂,引发聚合向微球表面分别引入P(GMMA-r-DMAEMA-r-GMA)、P(GMMA-r-DMAEMA)和P(GMMA-r-GMA)无规共聚物刷(GMMA为甲基丙烯酸甘油单酯,DMAEMA为甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯,GMA为甲基丙烯酸缩水甘油酯),聚合物刷中GMMA链节的作用是使聚合物刷具有亲水性,DMAEMA引入氨基,GMA引入环氧基.研究了青霉素G酰化酶在这些载体上的固定化和其酶活性.结果表明,同时引入环氧基和氨基的P(GMMA-r-DMAEMA-r-GMA)刷磁性微球固定化青霉素G酰化酶的活性和活性收率都最高,其固定化动力学比只含环氧基P(GMMA-r-GMA)刷磁性微球的好.固定化酶比自由酶更耐热,固定化酶的最佳pH值比自由酶的略高,固定化酶重复使用10次后其活性保留70%.     

具有内皮细胞选择性的细胞膜仿生支架材料的研究

利用AIBN引发自由基反应,由单体2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2-(三甲基氨基)乙基磷酸酯(MPC)、甲基丙烯酸十八酯(SMA)、对硝基苯氧羰基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MEONP)合成了一种新型类细胞膜仿生涂层材料.MPC可以阻抗非特异性吸附;MEONP可以结合抗体或多肽促进特异性识别.通过表面固定的方法引入多肽序列Arg-Glu-Asp-Val(REDV),使涂层具有内皮细胞选择性.核磁、紫外吸收、红外光谱表征证实聚合物的组成以及REDV多肽在表面的固定;并通过血浆复钙化实验表征涂层的血液相容性.细胞黏附与增殖实验反映REDV多肽构建的涂层表面具备良好的特异性识别并结合内皮细胞的能力.     

仿生捕光材料的研究进展

光合作用是地球上最重要的化学反应之一,而高等植物的光合作用发生在叶绿体的类囊体上,功能单元是类囊体上的蛋白质复合体.其中的捕光蛋白复合体是由天线色素和蛋白质组装而成的,协同组装在其中发挥了重要的作用,其结构的研究和模拟对充分利用太阳能具有重要的意义.本文综述了仿生捕光材料的最新研究进展,着重讨论了人们通过染料分子与无机有机材料、生物高分子、纳米胶束作为模板材料构成的人工捕光系统的研究.在此基础上,分析当前研究中存在的问题,评述了仿生捕光材料的发展趋势和方向.     

超支化聚硅碳烷-g-环糊精聚合物刷的合成与表征

通过硅氢加成反应和核多步法聚合合成出超支化聚硅碳烷(HBP),并对其端基进行了硅氢化、羟基化和酰氯化三步改性得到大分子引发剂HBP-Cl;再用其引发甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMA)进行原子转移自由基聚合(ATRP),得到超支化聚硅碳烷-g-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(HBP-g-PDMA),最后将单-6-碘代β-CD通过离子键固载到PDMA链上,得到超支化聚硅碳烷-g-环糊精聚合物刷(HBP-g-PDMA-β-CD).采用FTIR、1H-NMR、13C-NMR、29Si-NMR对其结构进行了表征,利用凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用仪和激光粒度分析仪研究了其高分子的精细结构,并通过元素分析研究了固载时间对β-CD固载量的影响.     

POSTGRAFTING OF HYPERBRANCHED DENDRITIC POLYMER FROM TERMINAL AMINO GROUPS OF POLYMER CHAINS GRAFTED ONTO SILICA SURFACE

This paper describes postgrafting of hyperbranched dendritic polyamidoamine initiated from terminal amino groups of polymer chains grafted onto ultrafine silica surface in order to modify the silica surface. Surface grafting of polymer having terminal amino groups as initiator sites was performed by a reaction of terminal diamine-type polyoxyethylene with epoxy groups previously introduced onto the surface by 3-glycidoxypropyltri-methoxysilane treatment. The postgrafting reaction of dendritic polyamidoamine from the terminal amino groups was achieved by repeating the Michael addition of methyl acrylate to amino groups followed by amidation of the resulting ester moieties with ethylenediamine or hexamethylenediamine. Both the amount of amino groups and the percentage of postgrafting of the resulting polyamidoamine increased with an increase in the number of generations: the amino group content increased from 0.40 mmol/g to 2.68 mmol/g, and the percentage of postgrafting reached 61.0% after the 12th generation by using ethylenediamine in amidation. These values, however, were considerably smaller than the theoretical values. This indicates that the postgrafted polyamidoamine was a hyperbranched polymer but not a precise dendrimer. Ethylenediamine as a reactant in amidation was more effective than hexamethylenediamine, and a low content of initial amino groups was also preferred to a large amount of them probably because of steric hindrance in the propagation of hyperbranched dendritic polyamidoamine. The average particle size of hyperbranched dendritic polyamido-amine-postgrafted silica measured by light scattering photometry increased with an increase in the number of generations of the resulting polyamidoamine.     

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——三层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状聚合物刷 .端羟基超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 )与 2 溴 异丁基酰溴反应制得大分子引发剂 (HP Br) ,以Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)为催化体系 ,进行甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的ATRP反应 ,得到以甲基丙烯酸甲酯为臂的多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA) .又以HP g PMMA为引发剂 ,进行甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)的ATRP聚合 ,得到核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA b PHEMA) ,继续将其羟基官能团溴代化 (与 2 溴 异丁基酰溴反应 ) ,引发HEMA的ATRP溶液聚合 ,得到了多臂星状超支化聚合物刷 .产物的结构用1 H NMR、FTIR、GPC等进行了表征和测试 .     

高分子药物学的研究进展与期盼

自从20世纪70年代提出高分子前药的概念以来,伴随着纳米技术的发展,"高分子药物学"作为高分子科学和材料学、纳米科学、药物学、临床医学、分析科学的交叉学科,正在悄然形成.本文综述了近年高分子药物在药物化学、制剂学、药效学等方面所取得的进展,概述了高分子药物的药理学和药代动力学与小分子药物的区别与联系,指出了高分子药物药效学、药理学和药代动力学研究中的难题和瓶颈,特别是高分子药物可能存在的"三种状态"及从"纳米颗粒药"到"单个高分子药"再到"小分子药"的转变,分析了高分子药输送过程中存在的多重屏障如毛细血管壁、细胞外基质和细胞壁等,阐述了高分子药物的"生理靶向"和"EPR"效应的竞争,指出了高分子药在靶向输送和逆转耐药方面的优势,强调了发展相关分析方法的必要性,期盼高分子科学家与药物学家进行真诚有效的合作,大力促进我国高分子药物学和高分子药物产业的创新和发展.     

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——双层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型多羟基多臂星状超支化聚合物刷 .以 2 溴异丁基酰溴封端的超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 ) (HP Br)作为大分子引发剂 ,采用Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)催化体系 ,在丁酮与丙醇的混和溶液中 ,通过甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的ATRP溶液聚合 ,得到了一系列含有大量羟基的多臂星状超支化聚合物刷 (HP g PHEMA) ,并考察了其羟基的活性 ,发现羟基还可以与苯甲酰氯发生反应 .产物的结构和热性能用1 H NMR、FTIR、GPC、TGA、DSC等进行了表征和测试 .