响应性高分子是指在外界环境变化下可以发生相应结构或者性质改变的一类高分子材料。响应性高分子具有结构可设计性和功能可编程性等特点,是高分子科学一个重要的研究方向,在药物释放、基因转染、疾病诊断和智能器件等领域发挥了重要作用。其中,响应性高分子用于可控药物释放系统的研究虽然取得一些进展,但仍面临很多问题,如人体内的很多生物信号分子浓度都非常低,这对基于环境变化产生响应的高分子体系是一个重大的挑战。本论文主要关注以下两个科学问题:如何实现超低浓度化学物质的响应;如何利用生物分子实现药物释放动力学的调控。本论文基于含硒/含碲高分子组装体开展了一系列工作,系统研究其在氧化响应和配位响应的可控释放载体方面的应用。主要取得以下三部分成果:一、发展了伽马射线响应性的含硒高分子水凝胶,有望发展成为低剂量放射治疗与化疗相结合的新平台。我们设计了基于含二硒高分子和两亲性多肽复合制备的超分子水凝胶。该水凝胶可以在较低剂量伽马射线辐照下,发生凝胶-溶胶转变。研究表明,其机理是由于伽马射线辐照能产生活性氧物种,从而导致含硒高分子主链的氧化断裂,破坏凝胶骨架结构。这部分工作是伽马射线响应性材料研究的进步,有望为放疗与化疗的结合提供新的平台。二、在国际上首次报道了含碲高分子聚集体,其具有超灵敏的氧化响应性。将碲原子引入两亲性高分子,可以实现低浓度活性氧物种的智能响应。进一步,含碲高分子可以实现低剂量伽马射线辐照的响应性,提高了现有伽马射线响应体系的灵敏度,将响应所需剂量降低至医用放疗的剂量2 Gy。三、发展了竞争配位响应的药物可控释放体系,可以利用竞争性生物配体的作用,实现对释放动力学行为的有力调控。基于硒/碲与铂的配位,可以实现含铂抗癌药物的装载;利用生物分子的竞争配位作用,可以有效调控所包载药物的可控释放行为。研究表明,竞争配位响应的策略具有通用性和广泛存在性,有望用于新型响应性生物材料的制备和设计。