两亲性纤维素聚合物具有特殊的分子结构,即分子链中同时含有亲水性链段和疏水性链段,其在水溶液中可自组装形成具有核壳结构的纳米胶束。该胶束可作为疏水性功能分子的水溶性载体,在药物载体、传感、生物成像等领域具有潜在的应用价值。本论文以水溶性纤维素衍生物作为起始物,在催化剂的作用下,通过向其分子链上引入疏水性单体,制备了一系列含有不同疏水性基团、不同亲疏水基团比例、不同分子量的两亲性纤维素聚合物。探讨两亲性纤维素聚合物分子结构与其自组装行为之间的关系,旨在制备稳定性好且粒径小的纳米胶束溶液。论文初步探索了纤维素基自组装纳米胶束在疏水性抗癌药物水溶性载体方面的应用,为纤维素的高值化应用和新型抗癌药物纳米制剂的开发提供新思路。本论文的主要研究内容如下:1.在绿色溶剂1-丁基3-甲基咪唑氯盐中,以水溶性纤维素季铵盐(QC)为起始物,ε-己内酯(ε-CL)为单体,通过开环接枝聚合反应(ROP),制得纤维素季铵盐接枝聚己内酯聚合物(QC-g-PCL)。通过改变起始物中亲水基团季铵盐的取代度和ε-CL的用量,实现了 QC-g-PCL中亲水/疏水比例的调控。利用FT-IR、NMR、XRD、TGA、TEM、DLS和荧光光谱等技术对QC-g-PCL共聚物的结构、物理性能以及自组装行为进行详细表征。结果表明,聚合物在水溶液中借助超声作用可自组装形成均一的球形纳米胶束。胶束的核为疏水的PCL链段,壳为亲水的QC链段。改变聚合物的亲水/疏水基团含量可调控其临界胶束浓度值(CMC)和胶束的粒径大小。此聚合物的最低CMC为89μg/mL,平均粒径值最低为170nm。由于季铵基的存在,胶束的表面电荷呈阳电性。以疏水性抗癌药物紫杉醇(PTX)和吴茱萸碱(EVO)作为模型药物,利用超声-透析法实现了胶束对药物的包载,考察了药物包封率与聚合物分子结构之间的关系。提高聚合物中疏水链段PCL的含量有助于增加药物的包封率。此类胶束对PTX和EVO的最大包封率为71.3%和 47.7%。2.以QC0.44(取代度为0.44)为起始物,p-对二氧环己酮(PDO)为单体,在离子液体中合成纤维素季铵盐接枝聚对二氧环己酮聚合物(QC0.44-g-PPDO)。选择不同种类的催化剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU),通过改变单体用量和催化剂用量,实现聚合物中疏水链段的可控调节。聚合物中疏水链段PPDO的摩尔取代度位于0.98～2.31之间。通过改变聚合物中疏水链段PPDO的含量,将其自组装纳米胶束的平均粒径控制在106～246nm范围内,最低CMC值为64 μg/mL。此类纳米胶束对PTX和EVO的最大包封率分别为61.8%和57.5%,且与聚合物中的疏水基团含量息息相关。3.以QC0.44为起始物,聚乳酸(LA)为疏水单体,在催化剂DMAP和DBU的作用下合成纤维素季铵盐接枝聚乳酸聚合物(QC0.44-g-PLA)。该聚合物在水溶液中能自组装形成球形纳米胶束,胶束的平均粒径为92～226nm。疏水链段PLA的摩尔取代度范围为0.83～2.54。随聚合物中PLA的MS值增加,胶束的平均粒径呈降低趋势。当聚合物中PLA的MS值由2.01增至2.18,聚合物的CMC值由272 μg/mL降至215 μg/mL。聚合物胶束对PTX和EVO的包封率随聚合物中PLA的MS值增加而增加,其最大分别为69.7%和 66.4%。4.以HEC为起始物,通过羟基与卤代烃之间的醚化改性制备了长碳链疏水化改性羟乙基纤维素聚合物(HMHEC)。通过改变卤代烃种类(溴代十二烷和溴代十八烷),实现了 HMHEC中疏水链段长度的控制。HMHEC自组装纳米胶束的平均粒径范围为83～250 nm,且随碳链长度的增加而下降。此类聚合物胶束对PTX和EVO的最大包封率分别为79.5%和96.3%。5.以HEC为亲水链段,以环氧大豆油(ESO)为疏水链段,通过醚化和水解反应制备了羟乙基纤维素接枝环氧大豆油水解聚合物(H-ESO-HEC)。研究了亲水链段分子量和疏水链段用量对聚合物自组装行为和包载能力的影响。此类聚合物的平均胶束粒径随疏水链段用量的增加或亲水链段分子量的降低而降低。胶束的平均粒径位于97～221 nm之间。胶束对PTX和EVO的包封率随疏水链段用量或亲水链段分子量的增加而增加,最大包封率可达69.1%和62.9%。