聚乙二醇-接枝-聚(γ-苄基L-谷氨酸酯)刚-柔接枝共聚物的合成及其自组装行为研究

通过负离子开环聚合,合成了以柔性亲水的聚乙二醇(PEG)为主链,刚性疏水的聚(γ-苄基L-谷氨酸酯)(PBLG)为侧链的PEG-g-PBLG刚-柔接枝共聚物.运用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)等表征了共聚物的结构、分子量及其分布.以共溶剂溶解、选择性溶剂透析的方法制备了自组装聚集体.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和激光光散射(LLS)等表征了共聚物自组装体的形貌和结构.研究发现,基于其特殊的拓扑结构,接枝共聚物的自组装行为表现出与一般规律不同的变化趋势.具有较短疏水PBLG侧链的PEG-g-PBLG可以自组装形成球形复合胶束,随着疏水PBLG侧链的增长,聚集体逐渐由复合胶束转变为囊泡,这种现象在已有的研究中鲜有报道.此外,降低初始聚合物溶液的浓度,共聚物自组装得到的聚集体的尺寸变小而分布变宽;反之,聚集体的尺寸增大而分布变窄.还利用耗散粒子动力学方法,验证了实验中聚集体的形貌变化,并给出了聚集体中的链段分布等在实验中较难得到的信息.     

分子间相互作用对聚肽共聚物/聚苯乙烯衍生物共混体系自组装形貌影响的研究

合成了两亲性的聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)聚肽刚-柔嵌段共聚物和聚苯乙烯(PS)均聚物及多种聚苯乙烯衍生物,包括聚(4-乙酰氧基苯乙烯)(PAS)均聚物、聚(4-羟基苯乙烯)(PVPh)均聚物和聚(苯乙烯-co-4-乙酰氧基苯乙烯)(P(S-co-AS))共聚物.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等表征了聚合物的结构、分子量及分布.采用共溶剂溶解、选择性溶剂透析的方法,制备了PBLG-b-PEG嵌段共聚物与不同PS衍生物(包括PS均聚物)共混体系的自组装聚集体,利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等表征了自组装体的形貌和结构.研究发现,不同的分子间相互作用(如π-π共轭作用、偶极-偶极相互作用、氢键作用等)对共混体系的自组装形貌有显著的影响.PBLG-b-PEG/PS共混体系自组装可形成表面具有条纹结构的"毛线球"聚集体,该体系中PBLG和PS之间形成π-π共轭作用,相互作用强度相对较弱;PBLG-b-PEG/PAS共混体系自组装可形成表面基本光滑并有轻微凹陷的球形聚集体,该体系中PBLG和PAS之间除了π-π共轭作用,还可形成相对较强的偶极-偶极相互作用;而PBLG-b-PEG/PVPh共混体系自组装得到了囊泡,该体系中PBLG与PVPh之间可形成π-π共轭和氢键作用,相互作用强度进一步增强.对于PBLG-b-PEG/P(S-co-AS)共混体系,可通过改变P(S-co-AS)共聚物中AS摩尔分数和制备温度来调控自组装聚集体表面的条纹形貌.根据PBLG链段与不同PS衍生物(包括PS均聚物)之间不同的分子间相互作用,提出了上述聚集体形貌转变的机理.     

双重敏感的磺酸甜菜碱-姜黄素药物载体的合成和表征

合成了聚姜黄素-二硫键-聚甲基丙烯酸二乙胺基乙酯-聚磺酸甜菜碱(Cur-DA-ss-PDEA-PS,或简写为Cur-ss-PDEA-PS),采用核磁、红外对聚合物结构进行了表征,用示差扫描量热法测试了聚合物热性能.用溶剂挥发法制备聚合物胶束,形成了聚磺酸甜菜碱为亲水壳层、聚姜黄素为疏水核、二硫键作为还原敏感基团和聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯为p H敏感基团的胶束.用荧光分光光度计测定了临界胶束浓度,动态光散射以及扫描电镜对胶束结构及性质进行了表征.结果显示,胶束稳定性良好,粒径分布较窄,且具有p H敏感性和还原敏感性.胶束载药量及包封率测试结果显示,相比于聚己内酯为内核的聚合物胶束,聚姜黄素的引入提高了胶束对药物的封装效果.     

聚肽-壳聚糖复合体系的自组装行为研究

以聚肽、壳聚糖为原料,制备复合纳米粒子,采用透射电镜、动态激光散射仪及Zeta电位分析仪、荧光光谱仪对制备成的聚肽-壳聚糖复合体系纳米粒子的形貌、粒径、Zeta电位及临界胶束浓度等自组装行为进行表征,结果表明:聚肽-壳聚糖复合体系纳米粒子是具有壳-核结构的球型粒子;纳米粒子平均粒径为240nm,粒径分布较均匀,稳定性较好;复合体系中聚肽的临界胶束浓度为4.55×10-4mg/mL.     

碱木质素的乙酰化及其球形胶束的制备

以造纸制浆废液中的碱木质素(AL)为原料,通过乙酰氯对其进行化学改性,制备出了乙酰化碱木质素(ACAL).红外光谱和核磁共振谱的结果表明乙酰化反应后AL中的羟基被乙酰基取代.ACAL在四氢呋喃(THF)和水的混合溶剂中能够通过自组装形成纳米级的球形胶束.利用静态光散射测定了胶束形成时的临界含水量,通过动态光散射研究了溶液初始浓度和水的滴加速度对胶束粒径和多分散性的影响,采用透射电镜和原子力显微镜对胶束形貌进行表征.结果表明,碱木质素经乙酰化改性后可用于制备木质素基球形胶束,并且胶束结构具有一定的稳定性,通过改变溶液条件可以在一定范围内调节胶束的粒径大小和多分散性.     

γ-PGA-g-β-CD自组装及其医用纳米涂层材料

以生物大分子γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、β-环糊精(β-CD)为反应单元,通过酯化反应,制备接枝共聚物(γ-PGA-g-β-CD),用氢核磁共振(1 H-NMR)对共聚物进行结构表征。接着将γ-PGAg-β-CD在选择性溶剂中进行自组装,形成自组装胶束纳米粒子,利用纳米粒度分析仪及原子力显微镜(AFM)对胶束粒子的粒径和形貌进行表征。最后以γ-PGA-g-β-CD自组装胶束粒子溶液为电解液,结合恒电位电沉积技术,在镁合金表面制备γ-PGA-g-β-CD生物纳米涂层材料,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及电化学工作站分别对涂层的化学组分、表面形貌以及电化学腐蚀性能进行表征。研究结果显示:β-CD的接枝率为28%,γ-PGA-g-β-CD自组装胶束粒子的流体动力学直径为(168±5.3)nm,所制备的γ-PGA-g-β-CD生物涂层可降低镁合金的腐蚀速率,具有较好的防护作用。     

聚肽螺旋纳米弯棒的制备与形成机理

通过五元环酸酐（NCA）开环聚合的方法成功合成了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)（PBLG）聚肽均聚物和聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇（PBLG-b-PEG）聚肽嵌段共聚物，并通过酸解脱苄基及与肉桂醇的酯化反应对PBLG-b-PEG嵌段共聚物改性，制备了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯-co-肉桂基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇（P(BLG/CLG)-b-PEG）改性嵌段共聚物，其聚肽侧链上修饰了可光交联的肉桂酰氧基，其C=C双键在紫外光照射下能发生环加成反应交联聚肽链段。采用四氢呋喃-N,N-二甲基甲酰胺（THF-DMF）有机共溶剂溶解、选择性溶剂（水）沉淀的自组装方法制备了PBLG纳米棒；然后向纳米棒水溶液中加入THF溶剂诱导纳米棒弯曲，制备了纳米弯棒。通过THF的加入量可以调控纳米棒的弯曲程度。利用类似的方法，通过PBLG与PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG共组装制备了螺旋纳米棒（其中PBLG均聚物形成棒状内核、PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG形成表面纳米螺纹），然后向螺旋纳米棒水溶液中加入THF溶剂，但是仅得到了光滑纳米弯棒（表面螺纹...     

PS-PMMA嵌段共聚物/PMMA在选择性溶剂中的自组装行为

用动态光散射和透射电镜研究了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)和其对应的均聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在选择性溶剂四氢呋喃/环己烷(THF/CYH)中的自组装行为.选择性溶剂对PS嵌段是良溶剂,对PMMA嵌段和均聚物PMMA是非良溶剂,实验结果表明,在适当的分子量及组成条件下,PS-PMMA/PMMA在选择性溶剂中形成了单分散的纳米胶束,均聚物PMMA与PMMA嵌段一同形成了胶束的核,通过控制均聚物PMMA的量可以在较大的范围内调整胶束的尺寸.     

无规-类接枝共聚物自组装制备交联纳米微球

无规-类接枝共聚物(SFG)由大分子单体-己内酯改性丙烯酸酯(FA)、亲油性单体苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚所得，SFG与聚苯乙烯在甲醇溶液中进行自组装，形成核壳结构纳米胶束，进一步对PGMA壳进行化学交联。最终得到具有核壳结构的纳米微球。动态激光光散射和透射电子显微镜表征结果显示SFG自组装形成了窄分布的纳米微球，微球粒径在100～200nm之间。     

具有刚性液晶元侧基的嵌段共聚物PHEMAChol-b-PBLG的合成及自组装研究

以胆固醇和谷氨酸苄酯为主要出发原料,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合、氨基酸环内酸酐(NCA)开环聚合(ROP)以及"点击化学"(click chemistry)组合方法,设计、合成了系列具有刚性液晶元侧基的聚甲基丙烯酸羟乙酯胆固醇碳酸酯-嵌段-聚谷氨酸苄酯(PHEMAChol-b-PBLG),并通过核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和静态光散射(SLS)对其化学结构进行了表征.运用热重分析仪(TGA)、热台偏光显微镜(POM)和示差扫描量热仪(DSC)研究了系列共聚物的热稳定性、液晶相结构及相转变行为,并通过固体红外、13C固体核磁共振(13C CP/MAS)和X射线衍射仪(XRD)研究了PBLG均聚物及系列嵌段共聚物中聚氨基酸多肽链段的二级结构.研究结果表明,系列嵌段共聚物均具有良好的热稳定性,表现为近似向列相的液晶织构,PBLG链段趋于呈刚直棒状的α-螺旋构型,且其多肽链段越长,二级结构越规整.进一步采用圆二色谱(CD)和透射电镜(TEM)对系列嵌段共聚物在四氢呋喃溶液中的二级结构及自组装行为进行了研究,制备得到纺锤形自组装聚集体和大复合胶束,并通过变性酸三氟乙酸的引入实现对嵌段共聚物中PBLG的二级结构及相应自组装聚集体形貌的有效调控.     

聚肽嵌段共聚物中肽链构象对其自组装行为的影响

两亲性聚肽嵌段共聚物具有良好的生物相容性、生物安全性和可生物降解性,其在选择性溶剂中自组装形成的胶束在药物控释载体方面有着良好的应用前景[1~4].Cho等研究了聚(L-谷氨酸-γ-苯甲酯)(PBLG)-聚氧化乙烯(PEO)嵌段共聚物(PBLG-b-PEO)在水中的自组装性能,发现PBLG-b-PEO在水     

DNA-树状聚脂肪醚杂化体的合成及组装性能研究

通过半固相合成方法得到一类新型的具柔性骨架的树状聚脂肪醚(PMDC)与DNA的嵌段共聚物, 也称为DNA-树状聚脂肪醚杂化体, 其结构通过了MALDI-TOF MS、HPLC和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)表征. 研究证明, 通过调节DNA-树状聚脂肪醚杂化体的结构和组装的溶剂体系, 可以得到各种不同的有序聚集体(球形胶束、纳米纤维等), 这些组装形貌均通过透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和动态光散射(DLS)进行表征; 荧光包裹实验和DNA互补配对实验不仅证明了疏水树状聚脂肪醚位于组装体内核、DNA处于外壳的组装机理, 也说明这类DNA-树状聚脂肪醚杂化体将在疏水药物运输和纳米技术等领域具有潜在的应用.     

氧化响应性含硒聚己内酯-b-聚磷酸酯三嵌段 聚合物胶束的合成及性能

以聚己内酯为大分子引发剂、异辛酸亚锡为催化剂引发磷酸酯单体2-乙氧基-2-氧-1,3,2-二氧磷酸酯环戊烷(EOP)开环聚合得到二嵌段的聚己内酯-b-聚磷酸酯聚合物PCL-PEEP。以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,4-二甲氨基吡啶为偶合催化体系,以新合成的二羧酸含硒小分子3,3′-硒代二丙酸(Se-DCP)为偶联剂,得到含硒三嵌段聚合物PCL-PEEP-Se-PEEP-PCL,并采用溶剂挥发法制备该聚合物的胶束。通过核磁共振、红外光谱和凝胶渗透色谱对聚合物的结构进行了表征,通过荧光光谱、核磁共振氢谱、动态光散射和透射电镜对聚合物胶束的临界胶束浓度和氧化响应性进行了分析表征,利用噻唑蓝(MTT)比色法评价了聚合物胶束的生物相容性。结果表明:硒元素成功引入到聚合物中;聚合物胶束的临界胶束质量浓度为0.022mg/mL,胶束为平均粒径约91nm的球形;在过氧化氢的氧化条件下,胶束粒径出现不规则变化且球形胶束发生解组装;聚合物胶束具有良好的生物相容性。     

侧基为磺酸根基团的聚丁二酸丁二醇酯共聚物的合成及应用研究

以丁二酸,富马酸和1,4-丁二醇为原料,通过溶液聚合的方法合成了一系列主链含有碳碳双键的不饱和脂肪族聚酯,聚(丁二酸丁二醇酯-共-富马酸丁二醇酯)P(BS-co-BF)s.以过量的Na HSO3为磺化试剂,合成了侧基为磺酸根基团的聚丁二酸丁二醇酯PBS共聚物P(BS-co-SBS)s.运用核磁共振氢谱(1HNMR),红外光谱(IR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了共聚物的化学结构及分子量.结合溶剂挥发和透析法研究了系列共聚物P(BS-co-SBS)s在水中的自组装行为.动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)的研究发现,系列共聚物P(BS-co-SBS)s均可自组装形成稳定的、具有核壳结构,表面带有负电荷的胶束(尺寸:103~165nm,PDI:0.187~0.264,zeta电位-35~-51 m V).载药和释药的结果显示,胶束对疏水药物阿霉素具有一定的缓释效果.     

偶氮类液晶基元的合成、表征及纳米胶束的自组装

首先合成由偶氮苯和十二烷基构建的具有表面活性的液晶基元,借助磺酸基和金属离子的垂直整理作用以及芳香基团π-π堆积协同作用在环己烷溶剂中构成稳定的纳米柱胶束,通过元素分析、红外光谱分析、紫外可见光谱分析等手段对化合物的结构和物理化学性质进行了表征,通过TEM观测到形态规则均匀,直径在20nm~40nm左右的纳米柱。该研究对今后对纳米材料自组装制备方面的进一步研究,以及纳米材料的进一步应用提供了理论和实验依据。     

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。     

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.     

两亲性嵌段共聚物PS-b-PMAA的合成与胶束化行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)得到了分子量可控、分子量分布接近1.1的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸叔丁酯(PS-b-PtBMA)嵌段共聚物, 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸 (PS-b-PMAA)嵌段共聚物．用GPC, FTIR和¹H-NMR等对产物的分子量和组成进行了表征．使PS-b-PMAA在选择性溶剂中进行自组装, 通过激光光散射和透射电子显微镜研究了影响其胶束化行为的因素与胶束形态, 并初步探讨了胶束形成的机理, 发现通过控制嵌段共聚物的链段长度之比可得到空心球形的高分子胶束．     

共溶剂性质对双亲性无规共聚物P(St-co-DM)胶束化行为及其性能的影响

以苯乙烯(St)和甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)为共聚单体, 通过普通自由基溶液聚合合成了双亲性无规共聚物P(St-co-DM). 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热(DSC)仪对聚合物结构进行表征. 研究了共溶剂的性质对P(St-co-DM)自组装胶束结构及其乳化性能的影响. 用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布. 通过测量胶束在甲苯/水界面的接触角表征胶束表面性能. 结果表明: P(St-co-DM)以四氢呋喃(THF)为共溶剂自组装时, 胶束的临界聚集水含量较大, 胶束表面亲水性较强, 流体力学半径较大; 用二氧六环或THF为共溶剂, 水为选择性溶剂, P(St-co-DM)自组装可以得到外层松散、内层比较密实的球状胶束, 用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为共溶剂时, 胶束整体呈现比较密实的球状胶束; 分别用DMF、二氧六环和THF为共溶剂制备的胶束, 其接触角均值都小于90°, 可形成O/W型(水包油型)乳液. 乳化实验结果表明, 以二氧六环和THF为共溶剂制备的胶束作为颗粒乳化剂制备的乳液性能较好.     

线粒体靶向递送PCN-224体系的构建与表征

为提高光动力疗法(PDT)抗肿瘤的效果,合成具有线粒体靶向的两亲性聚合物,并在其自组装形成胶束的过程中包封光敏剂PCN-224。通过核磁共振谱、傅里叶变换红外、透射电子显微镜、动态光散射、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电感耦合等离子体发射光谱等,表征了合成的纳米粒子的理化性质; 通过荧光探针2',7'-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA),表征了合成的纳米粒子产生活性氧(ROS)的能力;通过共聚焦显微镜,观察了纳米粒子在细胞内部的分布情况。结果表明：将光敏剂包封进胶束后,其产生ROS的能力明显高于卟啉配体,且含三苯基膦(TPP)的胶束成功将光敏剂PCN-224富集于线粒体,为后续抗肿瘤的研究提供了借鉴。