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聚两性电解质是指聚合物链上既有阳离子基团又有阴离子基团的离子型聚合物。这一类具有明显的环境响应性的智能高分子材料在高分子链构象转变研究、药物靶向控释、基因载体、蛋白质分离与纯化、生物传感器以及日用化妆品等领域具有重要的理论研究意义和潜在应用价值。
本文以壳聚糖(CS)为主链,以聚L-谷氨酸(PLGA)为侧链,合成了接枝型聚两性电解质CS-g-PLGA。其中CS及PLGA均为良好生物相容性和生物可降解性的大分子,随pH值改变均可发生链段构象刚-柔转变。通过核磁(1HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等方法表征了CS-g-PLGA分子结构。
通过多种方法研究了pH值变化、离子强度等对聚两性电解质CS-g-PLGA的等电点水溶液粘度及PLGA构象的影响。研究发现改变pH值,溶液粘度在远离等电点的区域较高而靠近等电点的区域呈下降的趋势。调节pH值从酸性到碱性过程中,PLGA的链段构象也由刚性α-螺旋构象转变柔性为无规线团。离子强度的增加也会导致等电点上升,阳离子对等电点的影响比阴离子更为明显。
对聚两性电解质CS-g-PLGA自组装聚集体结构与形貌的研究表明,CS-g-PLGA的自组装行为具有显著的pH响应性。可通过改变pH值形成形貌不同、结构反转的自组装聚集体,并且此过程可逆:在酸性条件下,主链上含氨基的壳聚糖分散在粒子表面;在碱性条件下,含羧基的PLGA分散在粒子表面。随pH值增加,接枝率较高的CS-g-PLGA形貌由棒状变为球形再为囊泡,接枝率较低的由囊泡变为球形。