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聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)是一类重要的温敏性聚合物,其水溶液表现出灵敏的温度响应性:在32℃左右有一低临界溶液温度(即相变温度,lowercritical solution temperature,简LCST)。当溶液温度高于LCST时,PNIPAm在水中的构象由舒展的亲水线团转变为紧缩的疏水球粒状,而当温度降低到LCST以下时,沉淀的PNIPAm又能迅速溶解。PNIPAm的这种性质已被广泛应用于生物医学领域,如酶的固定,释放药物的温控开关功能。本论文主要研究了端基双烷基基团疏水修饰的PNIPAm的合成、水溶液性质、PNIPAm亲水链的长度对聚集体形态的影响及通过亲水化修饰后对PNIPAm的LCST调节等。 两亲性A-B嵌段共聚物在水中可形成核—壳型多相微结构胶束。亲水外壳保护和稳定胶束,疏水内核的非极性微环境可溶诸如药物等疏水分子,因此可用作药物载体在水环境下运送疏水的药物分子。亲水外壳的保护和合适的胶束粒径(小于100nm)可避免体内网状内皮组织(RES)的非选择性截留,从而实现药物的靶向供给。 含PNIPAm亲水链段的A-B嵌段共聚物除具有一般胶束的特点外,还可利用自身的温敏相变,通过区域温度控制,达到定时、定区域的药物释放。 在分子量调节剂2-巯基乙胺(AESH·HCl)的作用下,自由基聚合合成了含端氨基的PNIPAm(P-NH2(Ⅰ),分子量约5600)。通过功能端基的缩合,与自制的具有双烷基链的羧酸(glu-12-M,glu-14-M)反应,合成了具有相同的PNIPAm亲水长链,不同的疏水双烷基链的类质分子,即PNG-14(Ⅰ)和PNG-12(Ⅰ),在比较的基础上研究了两类物质的温敏性,观察了它们在水中自组装形成的聚集体的形态。 用紫外—可见光谱法获得两物质的水溶液多具有灵敏的温度响应性,其LCST与均聚的PNIPAm相同,而与疏水基团无关。TEM和荧光结果均表明PNG-14(Ⅰ)和PNG-12(Ⅰ) 在一定的浓度以上于水中都可自组装成类似胶束的核-壳结构形 河南大学硕士学位论文式,但当浓度更大时,多个胶束聚集到一起,形成含多个亲水、疏水微区的复合型胶束形式,这种结构形式既有可能溶进疏水性分子,又有可能包进水溶性分子。因此,PNG*(l)和 PNGd(I)既具有可逆的温敏相转变,又具有胶束的形态,具有潜在的药物靶的研究的价值。 为了考察亲/疏水链长比例对PNIPAm的A-B型嵌段共聚物在水中聚集形态的影响,又合成了三种分子量的PNIPAm,即P-NH。(l),P-NH。(Ill),P-NH。(IV)。在其端基引入双烷基疏水长链,得叫G-14(11),PNG-14(Ill),PNG-14(w)和叫G-12 (IV)四种两亲性聚合物分子,研究了它们的水溶液性质。结果表明,亲水链长影响了两亲分子在水中的聚集和温敏性。亲/疏水链长比例较小时,亲水极性相互作用相对较弱,结果形成了不完整的亲/疏水微区。 均聚的PNIPAm的LCST约32℃,接近人体温度(37℃),如果不改变PNIPAm的低毒、温敏、窄相变温度范围及良好的水溶性等优点,将LCST调节到人体温度附近,就可实现人体内的温度响应。自由基聚合以不同的质量比进行投料引入第二单体N-羟甲基丙烯酚胺(简个羟胺,NHMPA)。实验发现,共聚物具有良好的温敏性,相变温度范围窄,在水中有较高的溶解度。LCST随N-羟胺的含量呈线性增加。交联后的共聚水凝胶,即使在较高的交联密度下,仍有较大的溶胀比。升高温度到LCST以上,凝胶退胀较完全。