功能性嵌段聚合物的合成、自组装及初步应用

来源 :复旦大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:shengaogao3
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嵌段聚合物在纳米器件、生物医药等领域中均显示重要的应用前景。近年来,随着可控/“活性”自由基聚合的发展,更多单体被引入嵌段聚合物中,有关嵌段聚合物的合成、自组装、载药及释药等方面的研究均取得了长足的进步。但近期的研究结果表明,这些结果离临床应用的要求还相差很远,尤其是智能药物载体设计和制备方面的研究还急待进一步的深入。在本论文中,通过可控/“活性”自由基聚合技术,制备了多种嵌段聚合物,并对其修饰,得到pH、温度、光及还原敏感性的各种功能性的聚合物超分子胶束,获得了一系列新型聚合物纳米药物载体。具体内容如下:(1)基于PEO大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成窄分子量分布的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚甲基丙烯叔丁酯,三氟乙酸去保护后,用水合肼处理,引入酰肼基团,再通过具有pH敏感的腙键键合阿霉素药物,得到键合有阿霉素药物的聚合物超分子胶束,并用还原敏感性交联剂2,2’-二硫基二乙酸对胶束进行交联,得到了具有双重敏感性(pH和DTT)的聚合物超分子载药胶束系统。通过GPC、NMR、DLS以及TEM等对合成及组装体进行相关表征。体外释药实验表明,这种超分子聚合物纳米药物载体,以酸(pH)和还原环境(DTT)两要素作为共同的输入刺激信号,对药物释放进行控制,其综合结果具有电子学"AND"逻辑门的特征。在模拟正常细胞环境下,输入任一单独刺激信号,不会释放药物;而只有在肿瘤细胞中,酸性和还原性双重刺激信号同时满足的条件下,超分子纳米药物载体才能有效释放药物。(2)制备了链转移剂二硫代苯甲酸异丙苯酯,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合可控合成了窄分子量分布的两亲性嵌段聚合物聚(N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺)-b-聚甲基丙烯酸苄酯,用核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)研究反应动力学过程。并接枝叶酸,负载阿霉素,水中自组装成稳定的靶向载药聚合物胶束。用红外(FT-IR)、光散射(DLS)、荧光光谱(PL)等多种手段对其表征,结果表明靶向载药聚合物在水中自组装形成100 nm左右的胶束。体外药物释放实验表明阿霉素的释放具有明显的pH值响应性和缓释性能。(3)合成链转移剂S-1-十二烷基-S’-(α,α’-二甲基-α"-乙酸)三硫代碳酸酯,通过RAFT聚合制备的聚N-异丙基丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯(PNIPAAm-b-PMASI)嵌段聚合物,和水合肼反应后,得到聚N-异丙基丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酰肼(PNIPAAm-b-PMAH),用凝胶渗透色谱(GPC),核磁(NMR),红外(FT-IR)等对其表征,并研究了水溶液中的自组装行为。结果表明,聚N-异丙基丙烯酰-b-聚甲基丙烯酰肼在酸性水溶液中具有非常好的溶解性能,可以形成澄清的水溶液。由于该嵌段聚合物具有pH和温敏特性,通过pH和温度调节可以对其在溶液中的状态进行调控。在20℃,pH=12.0时,可快速形成以PMAH为核和以PNIPAAm为壳的胶束;而在44℃,pH=2.0时,则得到以PNIPAAm为核,PMAH为壳的胶束,两种胶束具有相反的结构。另外,用RAFT聚合制备了聚甲基丙烯酸对硝基苯氧基碳氧基乙酯-b-聚N-异丙基丙烯酰胺(PNPCEMA-b-PNIPAAm)嵌段聚合物,进一步和乙二胺反应后,得到聚甲基丙烯酸(2-胺乙基)胺基甲酰氧基乙酯-b-聚N-异丙基丙烯酰(PMAamine-b-PNIPAAm),该聚合物具有温敏/荧光特性,用核磁(NMR)、光散射(DLS)及荧光光谱(PL)对其表征。(4)用原子转移自由基聚合(ATRP)合成聚乙二醇-b-聚甲基丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯,通过与水合肼反应后,可以得到聚乙二醇-b-聚甲基丙烯酰肼,接枝阿霉素后,在水中自组装成为超分子聚合物胶束。合成了光敏小分子交联剂2-硝基-1,3-丁二酸苯甲酯并对聚合物胶束交联固定化。用NMR、GPC、FT-IR及UV-vis对其进行了表征。
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