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生物降解双亲性嵌段共聚物由于在选择性溶剂中可以形成纳米尺度的聚合物胶束,被广泛用于药物的缓释体系。聚氨基酸因具有良好的生物相容性,对生物体无毒副作用,并可以通过体内的水解或酶解反应最终降解为小分子的氨基酸,被人体吸收或排出体外等优点被广泛用于医学领域如药物控释、手术缝合线、人工皮肤等方面。氨基酸类嵌段聚合物的制备通过氨基酸的NCA单体的开环聚合得到。本研究选用聚谷氨酸作为嵌段共聚物的亲水链段,聚丙氨酸和聚亮氨酸作为疏水链段。以BipyNi(COD)为引发剂引发几种氨基酸NCA的活性聚合。与胺引发的聚合反应相比,活性聚合过程中可以避免采用胺做引发剂时产生大量氨基酸均聚物的缺点。试验中首先合成了聚谷氨酸苄酯-聚亮氨酸(PBLG-b-PLK)和聚谷氨酸苄酯-聚丙氨酸(PBLG-b-PLA)嵌段共聚物,通过IR、1HNMR、DSC、GPC等测试手段对聚合物进行表征,证明所得到的聚合物结构与实验设计相符。通过逐步投料的方法得到嵌段聚合物(BLG)m-b-(LK)n(m=150,n=15,40,57,105)、(BLG)x-b-(LA)y(x=70,y=8,18,28,42),实验中发现第二单体的转化率随第二链段的增长而减小。通过研究影响聚合反应的因素,证明通过提高NCA单体的纯度和改变反应溶剂的极性可以得到分子量大、分散系数小的聚合物(BLG)388-b-(LK)100和(BLG)940-b-(LA)140,其中(BLG)388-b-(LK)100,Mn=100000,PDI=1.25;(BLG)940-b-(LA)140共聚物本身不溶,第一链段PBLG:Mn=205000,PDI=1.78。
为得到双亲性嵌段共聚物,通过胺解、催化氢化、酸解三种方法对得到的嵌段共聚物脱苄基。发现酸解法可以完全脱除苄基,且反应时间短,对主链的破坏不明显,而催化氢化对嵌段聚合物脱苄基效率低,胺解往往伴随主链的断裂。对得到的双亲性嵌段共聚物,以PLG-b-PLK为例,通过芘荧光探针法测得聚合物的临界胶束浓度(CMC),发现CMC随疏水链的增长而减小,一定范围内随PH值的增加而减小。制备胺解和酸解得到双亲性共聚物在水溶液中的胶束,透射电镜(TEM)观察到的胶束为球形,尺寸为40~50nm。