论文部分内容阅读
本文的工作概括起来可分为以下三个部分:第一部分,含有聚乙二醇链段的两亲性接枝共聚物的合成及自组装行为的研究;第二部分,分别具有温度和pH敏感性的全亲水性接枝共聚物的合成及刺激响应性相行为的研究;第三部分,两亲性和全亲水性接枝共聚物应用于负载药物和制备磁性纳米粒子的研究。
一、含有PPEGMEA主链的结构规整的两亲性接枝共聚物的合成及自组装行为
将不同的聚合方法结合起来,采用grafting-from的策略制备了分别具有生物可降解性和电活性的结构规整的两亲性接枝共聚物PPEGMEA-g-PBLG和PPEGMEA-g-PAEFC。
1.首先利用单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)合成了PPEGMEA主链,并对其SET-LRP机理进行了验证。通过LDA拔取主链羰基α-位活泼氢合成了含溴基团的PPEGMEA-Br,依次通过亲核取代反应和还原反应制备得到了大分子开环聚合引发剂PPEGMEA-NH2。然后通过grafting-from策略引发BLG-NCA单体开环接枝聚合,得到了结构规整(Mw/Mn≤1.21)的聚甲基醚聚乙二醇丙烯酸酯-g-聚谷氨酸(PPEGMEA-g-PBLG)两亲性接枝共聚物,且通过改变单体与引发剂的投料比可调控接枝共聚物的分子量。通过荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)研究了不同因素对接枝共聚物水溶液自组装行为的影响,受起始水含量、溶剂组成及疏水链段PBLG的长度的影响,接枝共聚物水溶液可分别形成棒状、纺锤状、球状及树枝网络状四种形态的胶束。最后,通过圆二色(CD)光谱法表征了接枝共聚物中PBLG链段的α-螺旋结构。
2.首先通过二茂铁甲酸和丙烯酸羟乙酯的酯化反应制备了AEFC单体。然后以PPEGMEA-Br为大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术合成了一系列结构规整(Mw/Mn≤1.32)的含有二茂铁基团的两亲性接枝共聚物聚甲基醚聚乙二醇丙烯酸酯-g-聚(丙烯酸-2-二茂铁酰氧基乙酯)(PPEGMEA-g-PAEFC)。利用循环伏安法(CV)研究了接枝共聚物的电活性。通过TEM研究了不同因素对该两亲性接枝共聚物在水溶液中自组装行为的影响,受制样方法、初始浓度、起始水含量和链段PAEFC长度的影响,接枝共聚物溶液可形成柱状,球状和棒状胶束。
二、含有PPEGMEA主链的结构规整的全亲水性接枝共聚物的合成及刺激响应性相行为
将SET-LRP、ATRP和grafting-from策略结合起来制备了分别具有温度和pH响应性的全亲水性接枝共聚物PPEGMEA-g-PPEGEEMA和PPEGMEA-g-P2VP。
1.通过紫外光谱,核磁和DLS表征了全亲水性接枝共聚物聚甲基醚聚乙二醇丙烯酸酯-g-聚乙基醚聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PPEGMEA-g-PPEGEEMA)水溶液的温度响应性可逆相变行为。受侧链长度的影响,接枝共聚物的最低临界溶解温度(LCST)介于23~25℃之间。加入具有盐析效应自NaCl和Na2SO4溶液后,PPEGMEA-g-PPEGEEMA水溶液的LCST从25℃可降低到16℃,而且LCST的降低随着盐析效应的增强而增大。
2.利用荧光光谱、1H NMR、TEM和DLS对全亲水性接枝共聚物聚甲基醚聚乙二醇丙烯酸酯-g-聚(2-乙烯基吡啶)(PPEGMEA-g-P2VP)的pH响应性自组装行为进行了研究。随着水溶液pH值或P2VP侧链长度的增大,共聚物的cmc降低;随着起始水含量的增加,胶束形貌由长棒状结构变为短棒状和囊泡共存的胶束,再变为聚集囊泡状结构。随着pH值增大,共聚物先自组装形成聚集的囊泡结构,再变为连接囊泡结构,处于囊泡和棒状过渡期,最后变成了棒状结构。
三、接枝共聚物的应用研究
1.将RAFT和ATRP聚合技术结合起来,合成了结构规整的全亲水性接枝共聚物聚丙烯酸-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(PAA-g-PNIPAM);以其为模板,通过化学共沉淀法制备了有机/无机复合Fe3O4磁纳米粒子。利用FT-IR和XRD确定了复合磁纳米粒子的结构和尺寸,TGA和TEM研究了各种因素对Fe3O4/合物复合磁纳米粒子的组成和分散稳定性的影响,利用磁强计表征了复合纳米粒子的磁性。
2.以制备得到的生物可降解的两亲性接枝共聚物PPEGMEA-g-PBLG为药物载体,负载了抗癌药物阿霉素(DOX),利用紫外吸光光度计测定了载药胶束的载药量。载药胶束的载药量最高可达到32.3%,载药胶束的体外药物释放具有很好的药物缓释特性。