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环境敏感型聚合物在外界因素(温度、pH、光、离子强度等)的刺激下,会做出相应的改变,被广泛的应用于生物和纳米技术中。特别指出的是,由于具备生物相容性和生物可降解性的优点,环境敏感型的生物可降解聚合物在生物医药体系中被更广泛的应用。本文就选择了温度敏感型和pH敏感型的两种生物相容性好的聚合物作为我们研究的重点
我们通过开环聚合合成了温度响应性嵌段共聚物多肽PEG-b-poly-L-EG2Glu。聚合物PEG45-b-poly-L-EG2Glu43水溶液及盐溶液在加热前后均采用α-螺旋构型,短时间加热并不会引起其二次构型的转变。嵌段共聚物多肽PEG45-b-poly-L-EG2Glu43经过长时间加热后会自发的组装成为纳米带和蠕虫状胶束。我们分别用透射电镜、冷冻透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜对组装形貌进行了表征。实验数据表明,浓度越大,加热时间越长,越有利于纳米带的形成。聚合物PEG45-b-poly-L-EG2Glu43在长时间加热的情况下二次构型会由原来的α-螺旋转变为β-折叠。因此,在长时间加热的条件下,聚合物PEG45-b-poly-L-EG2Glu43发生了二级组装。第一级组装为在加热的条件下,PEG-b-poly-L-EG2Glu43在亲疏水相互作用下自组装成为蠕虫状胶束,二级结构并不发生改变。第二级组装为在长时间加热情况下,poly-L-EG2Glu43链段的二次构型由α-螺旋向β-折叠转变,同时蠕虫状胶束转变为纳米带。
其次,我们通过开环聚合和麦克尔加成反应分别合成了PEG-b-PCL嵌段共聚物和PCL-b-PAE嵌段共聚物。其中嵌段聚合物Boc-PCL33-b-PAE18在纯水中具有pH响应性,pH响应点为pH=6.7。我们通过超声挥发法制备了PEG-b-PCL、Boc-PCL-b-PAE单胶束以及不同比例的PEG-b-PCL/Boc-PCL-b-PAE复合胶束。在pH值小于6.7时,两者可以形成以PCL为核,以PEG和PAE为混合壳层的复合胶束,当pH值大于7.0时,PAE嵌段发生塌缩,形成以PCL为核,以PAE为塌缩层,以PEG为冠的核-壳-冠结构胶束。通过Zeta电位的测定我们也清晰得确定PAE链段的pH响应点为6.5-7。我们利用动态光散射对PEG-b-PCL单胶束以及PEG-b-PCL/Boc-PCL-b-PAE(5∶5)复合胶束进行了流体力学直径的表征。