pH敏感双亲性聚合物分析

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pH敏感两亲性嵌段聚合物的合成及其对新型抗生物膜药物的控释研究

ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＡｐＨ￣ＳｅｎｓｉｔｉｖｅＡｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃＢｌｏｃｋＰｏｌｙｍｅｒａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＲｅｌｅａｓｅｏｆＮｏｖｅｌＡｎｔｉｂｉｏｆｉｌｍＤｒｕｇｓ
ＺＨＡＯＺｈｏｕ￣ｘｉａｎｇꎬ ＤＩＮＧＣｈｕｎ￣６ꎬ ２０１８
Ｓｃｈｅｍｅ１
聚乙二醇单甲醚(ＰＥＧꎬ Ｍｎ＝２０００)ꎻ ＤＰＡꎬ纯度９７％ ꎻ聚乙烯醇(ＰＶＡꎬ Ｍｗ＝８９０００ ~ ９８０００ꎬ水解度≥９９％ )ꎬ Ｓｉｇｍａ￣Ａｌｄｒｉｃｈ公司ꎻ抗生物膜药物ꎬ Ｓｐｅｃｓ公司ꎻ其余所用试剂均为分析纯或色谱纯ꎮ
( ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: ＡｐＨ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃｂｌｏｃｋｐｏｌｙｍｅｒＰＥＧ￣ｂ￣ＰＤＰＡｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙＡＴＲＰｍｅｔｈｏｄꎬ ｕｓｉｎｇＤＰＡａｓｍｏｎｏｍｅｒꎬ ＰＥＧ￣Ｂｒａｓｍａｃｒｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ. Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂｙ１ＨＮＭＲａｎｄＧＰＣ. Ｔｈｅｄｒｕｇ￣ｌｏａｄｅｄｐｏｌｙｍｅｒｉｃｍｉｃｅｌｌｅｓ(１) ꎬ ｗｈｉｃｈｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｎｏｖｅｌａｎｔｉｂｉｏｆｉｌｍｄｒｕｇｓꎬ ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ. Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ１ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｓｗｅｌｌ. Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ１ｗａｓｓｔａｂｌｅａｎｄｈａｄａｕｎｉｆｏｒｍｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ. Ｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎ￣ｃｙｗｅｒｅ１３. ２５％ａｎｄ７９. ５０％ ꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬ １ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅｄａｎｄｒｅｌｅａｓｅｄａｎｔｉｂｉｏｆｉｌｍｄｒｕｇｓｗｒａｐｐｅｄｉｎｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｃｏｒｅｕｎｄｅｒａｃｉｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ( ｐＨ５. ５) . Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｄｅｎｔａｌｃａｒｉｅｓꎻ ｐＨ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅꎻ ｂｌｏｃｋｐｏｌｙｍｅｒꎻ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎻ ａｎｔｉｂｉｏｆｉｌｍｄｒｕｇꎻ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅ￣ｌｅａｓｅ

用于药物控释的结合对pH敏感的两亲性嵌段聚合物中空介孔二氧化硅纳米粒子

用于药物控释的结合对pH敏感的两亲性嵌段聚合物中空介孔二氧化硅纳米粒子Microporous and Mesoporous Materials 152 (2012) 16–24Xiao Mei, Dongyun Chen, Najun Li ⇑, Qingfeng Xu, Jianfeng Ge, Hua Li, Jianmei Lu ⇑Laboratory of Absorbent Materials and Techniques for Environment, College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Soochow University, Suzhou 215123, China 1.引言作为一种独特的无机纳米材料,介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)近年来受到关注。

由于其优良的生物相容性,可更改的外表面与丰富的颗粒和可调孔隙大小,这些材料已经越来越多地用作生物医学材料,如药物和基因传递、细胞成像、生物传感器等。

特别是在最近几年MSNs 一直集中应用在药物输送方面。

许多研究者们调查了在自然缓释系统的MSNs(比如MCM41和SBA 15)。

然而,在比较与缓释系统,刺激响应系统可以达到缓释和控释区域选择性,可以提高疗效,减少药物对正常组织的毒性。

因此,需采取一些策略来修改外表面并且满足需求的MSNs“零”药物释放药物载体到达目标区域。

例如,金和同事设计结构的介孔氧化硅粒子被表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)/环糊精(CD),这有可能引发通过可逆取出从毛孔的粒子准聚轮烷释放药物。

拜因和同事利用介孔二氧化硅纳米粒子与准备的浇注系统在外面的粒子表面通过延迟co缩合的方法实现药物控制释放。

然而,普通的介孔二氧化硅纳米材料有一些缺陷,如低药物装载量、阻塞后的中孔通道吸附的药物分子和不规则形态,它也不是完美的药物载体。

为了克服这些缺点,一个独特的介孔硅纳米材料、中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMS) 已经介绍了他们有一个特殊的结构和空心多孔硅壳。

pH_温度双重敏感的PDMAEMA水凝胶的力学性质(1)

第38卷　第3期陕西师范大学学报(自然科学版)Vol.38　No.3　2010年5月Journal of Shaanxi Normal University (Nat ural Science Edition )May.2010　文章编号:167224291(2010)0320050206收稿日期:2009205215基金项目:国家自然科学基金资助项目(20674048).作者简介:余娟,女,硕士,主要研究方向为软物质.3通信作者:刘守信,男,教授,博士,主要从事智能高分子与软物质方面的研究.E 2mail :liushx @.p H /温度双重敏感的PDMAEMA水凝胶的力学性质余　娟,　刘守信3,　房　喻,　姜　宇,　韩晓宇,　叶林静(应用表面与胶体化学教育部重点实验室;陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安710062)摘　要:以甲基丙烯酸222二甲基胺基乙酯(DMA EMA )为单体,N ,N ′2亚甲基双丙烯酰胺(B IS )为交联剂,过硫酸钾(KPS )为引发剂,在35℃条件下,采用自由基水溶液聚合制备了PDMA EMA 均聚物水凝胶.通过溶胀度测定和环境扫描电镜对凝胶的温度和p H 敏感性进行了研究.利用动态粘弹谱仪进行压缩和蠕变实验,研究了凝胶的力学性质.结果表明:PDMA EMA 凝胶具有温度和p H 双重敏感性,力学性质测试表明凝胶具有一定的强度和良好的黏弹性.关键词:PDMA EMA 水凝胶;p H/温度双重敏感性;力学性质中图分类号:O631　文献标志码:AStudy on mechanical performance of PDMAEMA hydrogel withp H and temperature sensitivityYU J uan ,L IU Sho u 2xin 3,FAN G Yu ,J IAN G Yu ,HAN Xiao 2Yu ,YE Lin 2jing (Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry ,Minist ry of Education ,College of Chemist ry and Materials Science ,Shaanxi Normal U niversity ,Xi ′an 710062,Shaanxi ,China )Abstract :The poly 22(dimet hylamino )et hyl met hacrylate (PDMA EMA )homopolymer hydrogel was prepared by t he f ree radical polymerization in aqueous solution at 35℃,using t he N ,N ′2met hylene bisacrylamide (B IS )as cross 2linker ,potassium persulfate (KPS )as initiator.The p H and temperat ure sensitivity ,morp hology of PDMA EMA hydrogel were st udied by swelling degree measurement s and SEM.The mechanical performance of t his hydrogel was evaluated by compressure and creeping experiment s ,using dynamic mechanical analysis (DMA ).The result s show t hat t he PDMA EMA hydrogel has double sensitivities in temperat ure and p H.The result s from mechanical analysis suggest t hat t he hydrogel has certain intensity and excellent viscoelastic properties.K ey w ords :PDMA EMA hydrogel ;p H /temperat ure 2sensitivity ;mechanical properties 水凝胶是具有三维网络结构的高分子聚合物,它具有良好的吸水性、生物相容性和机械性质,作为软固体物质被广泛应用于生物、医学、化妆品等领域[122].例如,水凝胶常被用作细胞培养的模板,用作人工肌肉、人造软骨、药物传输及化妆补水面膜等.刺激响应性水凝胶[1]是一类能够对外界刺激,如温度、p H 、电场、光、压力和化学物质等产生响应的水凝胶.其中人们对温度和p H 双重敏感性水凝胶很感兴趣.聚N 2异丙基丙烯酰胺是一种温敏性高分子,其水凝胶材料对温度有响应性,它的低临界溶解第3期余娟等:p H/温度双重敏感的PDMA EMA 水凝胶的力学性质51　温度(L CST )为33℃.当温度高于其L CST 时,PN IPAM 水凝胶会发生从溶胀状态到消溶胀状态的转变[324].聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸是一类p H 敏感性高分子,其水凝胶材料对p H 有响应性.聚甲基丙烯酸222二甲基胺基乙酯(PDMA EMA )[5]是一种对温度和p H 具有双重刺激响应性的高分子,其p H 敏感性和聚(甲基)丙烯酸系相反.陈双基[6]用水溶液聚合法在60℃下合成了PDMA EMA 均聚物水凝胶.陈延锋等用紫外辐射[5,7]的方法制备了PDMA EMA 水凝胶,研究了凝胶溶胀动力学,但这种光引发法本身产率不高.Murat Sen 等[8]采用γ射线辐射[9]的方法制备了PDMA EMA 水凝胶,并分别通过改变加入的PEG 的百分含量和分子量来研究了该水凝胶的孔径大小.本文报道在35℃的条件下,通过自由基水溶液聚合法合成了PDMA EMA 水凝胶,研究了凝胶的温度和p H 敏感性及凝胶的力学性质.该水凝胶具有温度和p H 双重敏感性和良好的黏弹性,与传统的聚(甲基)丙烯酸系凝胶的p H 敏感性相反,PDMA EMA 水凝胶在较低的p H 时(p H 3～5)处于溶胀态,作为缓释材料该凝胶可在一些特殊条件下得到应用.1　实验1.1　试剂和仪器甲基丙烯酸222二甲基胺基乙酯(DMA EMA ),Alp ha 公司,用前经减压蒸馏纯化;N ,N ′2亚甲基双丙烯酰胺(BIS ),分析纯,天津市科密欧化学试剂开发中心;过硫酸钾(KPS ),分析纯,西安化学试剂厂,用前经二次水重结晶;四甲基乙二胺(TEM ED ),分析纯,Aldrich 公司;三羟甲基胺基甲烷(22氨基2羟甲基21,32丙二醇)(Tris ),分析纯,北京益利精细化学品有限公司.Quanta200环境扫描电镜(荷兰Philip s 2FEI 公司);AL P HA1—2真空冷冻干燥仪(德国Christ );Q800DMA 动态粘弹谱仪(美国TA 公司);p HS —3C 精密p H 计(上海精密科学仪器有限公司);AL C —110.4电子天平(德国赛多利斯科学仪器(北京)有限公司).1.2　PDMAEMA 水凝胶的合成称取BIS (0.3999g )于10mL 小烧杯中,加10mL 二次水搅拌使其完全溶解,转入反应器中,量取DMA EMA (1.25mL )混合于其中.在氮气保护下搅拌20min 后,加入KPS (500μL ,0.02g /mL )和TEM ED (24μL ).再继续通氮气除氧10min ,转入模具中,密封.置于35℃的恒温水浴中反应24h 后取出,得到PDMA EMA 水凝胶.制得的水凝胶用蒸馏水纯化,每7h 换一次水,以除去未反应的小分子物质.最后切成(1cm ×1cm ×1cm )凝胶块,冷冻干燥后进行形貌测定和溶胀性能测试,另取凝胶样品进行力学性质测定.1.3　性能表征1.3.1　凝胶的形貌表征　将凝胶样品分别置于p H 为4,7和9的溶液中溶胀,达平衡后,经冷冻干燥,在环境扫描电镜下观察它们各自的形貌.其SEM 图见图1.图1　PDMAEMA 凝胶在pH 4(a)、7(b)和9(c)的介质中溶胀后的SEM 照片Fig.1　SEM photographs of PDMAEMA hydrogel sw olled at pH 4(a),7(b)and 9(c)aqueous media respectivelya.p H =4;b.p H =7;c.p H =9.1.3.2　凝胶的温度和p H 敏感性　为了研究凝胶的温度和p H 敏感性,分别测定了凝胶在不同p H 的介质和在不同温度下的溶胀行为.取三块大小基本相同的干凝胶,分别称出重量,记为W d .然后分别在p H 值为4和9的Tris 2HCl [10]缓冲溶液及p H 值为7的去离子水中溶胀,每隔一定时间取出后,用滤纸擦干表面水分后称重,按下式计算其溶胀度[11212]:52　陕西师范大学学报(自然科学版)第38卷SD=(W t-W d)/W d,其中,W d为干凝胶的重量(g),W t为溶胀到t时刻凝胶重量(g).凝胶在三种不同p H介质中的溶胀动力学曲线见图2.再取5块质量相同的干凝胶,分别置于温度为20、30、45、50和60℃恒温水浴中,每隔一定时间取出,擦干表面水分称其重量,按上式计算水凝胶的溶胀度.1.3.3　凝胶的力学性质　把3块新制备的凝胶置于蒸馏水中分别溶胀0d,2d和4d,用打孔器截取圆盘状的凝胶样品,分别记为P1,P2和P3,然后在动态粘弹谱仪上进行压缩实验.另取3块新制备的凝胶分别置于p H值为4,7和9的Tris2HCl缓冲溶液中溶胀24h后进行压缩实验.再另取新制备凝胶经蒸馏水溶胀24h后,在不同应力作用下进行蠕变实验.由于PDMA EMA均聚物水凝胶具有一定的韧性和弹性,可将其进行拉伸和打结实验.2　结果与讨论2.1　凝胶的形貌图1的a、b、c分别表示PDMA EMA均聚物水凝胶在p H值为4、7和9的溶液中溶胀,经冷冻干燥处理后的SEM图.图1a为酸性介质中PDMA EMA凝胶的SEM 图.从图中可以看出该凝胶的网孔较大,而且是一种纤维状的三维网络结构.这种网络结构预示着凝胶具有良好的柔韧性和弹性.PDMA EMA凝胶在酸性介质中网孔较大是因为在酸性介质中, PDMA EMA聚合物链上侧基上的叔胺基(二甲基胺基)质子化,使聚合物链带上正电荷,正电荷之间的相互排斥作用使PDMA EMA聚合物链[13]表现为伸展构象.凝胶的纤维状三维网络结构表明凝胶一定的韧性和弹性.图1b为p H值为7的溶液中PDMA EMA凝胶的SEM图.可以看出图1b与图1a有所不同,图1b尽管也是三维网络结构,但是网孔变小,成为一种类似于孔道的结构.纤维状网络结构收缩,孔壁变厚.因为在中性介质中,PDMA EMA聚合物链上侧基上的叔胺基质子化作用大减少,凝胶网络的网孔变小,孔壁变厚.图1c为p H值为9的碱性介质中PDMA EMA 凝胶的SEM图.在碱性介质中,PDMA EMA聚合物链上的叔胺基去质子化,加上PDMA EMA聚合物链的疏水相互作用使凝胶孔径明显变小,孔壁较厚,孔道紧密.2.2　凝胶的温度和pH敏感性图2为PDMA EMA凝胶分别在p H值为4、7和9的Tris2HCl缓冲溶液中的溶胀动力学曲线.可以看出PDMA EMA凝胶具有p H敏感性[5].在测试的时间范围内,凝胶在p H值为9的缓冲溶液中溶胀时,溶胀度SD要小得多,且随时间的增加,SD 变化较慢.凝胶在p H值为4的缓冲溶液中溶胀时,其溶胀度SD有了较大幅度的提高,且SD的变化较图2　PDMAEMA凝胶在不同pH介质中的溶胀动力学曲线Fig.2　Sw elling kinetic curves of PDMAEMAhydrogel at medium with different pH valuesa.p H=4;b.p H=7;c.p H=9.快.这可以从PDMA EMA凝胶在酸性介质和碱性介质凝胶网络聚合物链的质子化和去质子化作用得到解释.在p H值为4的酸性介质中,质子化作用使PDMA EMA链获得正电荷,静电排斥作用使凝胶网孔增大,进入孔道中水分子的数目增加、进入速度也加快了,从而形同时间内凝胶的溶胀度变化较快.而在p H值为9的碱性介质中,去质子化作用比较强,凝胶网络高分子链间疏水作用增加,阻碍了水分子进入孔道的速度和数目,凝胶的溶胀度变化较慢.在p H值为7的中性介质中,凝胶的溶胀度SD介于酸性介质和碱性介质之间.在中性介质中PDMA EMA凝胶的质子化作用、去质子化作用和疏水相互作用比较适中.可以看出,PDMA EMA凝胶的p H敏感性有别于传统的聚(甲基)丙烯酸系凝胶.聚(甲基)丙烯酸系凝胶在酸性介质中凝胶的溶胀度比较低,在碱性介质中凝胶的溶胀度比较高.而PDMA EMA凝胶则相反,在酸性介质中凝胶的溶胀度比较高,可作为缓释材料在组织工程、生物医学等领域获得应用以弥补聚(甲基)丙烯酸系凝胶的不足.图3为PDMA EMA干凝胶样品在不同温度下的溶胀动力学曲线.分别测定了PDMA EMA凝胶在20、30、45、50和60℃下的溶胀动力学曲线.在第3期余娟等:p H/温度双重敏感的PDMA EMA水凝胶的力学性质53图3　PDMAEMA凝胶在不同温度下的溶胀动力学曲线Fig.3　Sw elling kinetic curves ofhydrogel ata.20℃;c.5060℃.在降低.在20,且溶胀速度最快.在60℃时凝胶的溶胀度最低,溶胀最慢.说明PDMA EMA凝胶具有温度敏感性.PDMA EMA均聚物凝胶的L CST约为50℃[14215].在60℃的水浴中,PDMA EMA均聚物水凝胶的SD基本保持不变,说明在60℃时PDMA EMA凝胶中高分子链段表现为压缩构象,凝胶的溶胀度较小,且随时间变化较慢.与60℃不同的是,起始时PDMA EMA凝胶在20℃的SD比较高,随溶胀时间的延长凝胶的溶胀度快速增加.这是由于在20℃时PDMA EMA凝胶中高分子链上侧链胺基与水分子间氢键相互作用占优势,高分子链段表现为伸展构象,为水分子的快速进入孔道奠定了基础,所以凝胶的溶胀度变化较快且比较高.30℃和45℃时,PDMA EMA凝胶溶胀度的变化趋势与20℃的情况基本相似,但随温度的升高凝胶的溶胀度有所降低.温度升高, PDMA EMA凝胶网络整体上亲水性降低,疏水性增加.在50℃时,凝胶的溶胀度明显降低. PDMA EMA凝胶的温度敏感性使其在缓释材料方面会获得应用.2.3　凝胶的力学性能研究图4是PDMA EMA凝胶溶胀不同时间后的动态力学分析(DMA)曲线.该曲线反映了凝胶强度,韧性和弹性[16218].P1,P2和P3分别代表PDMA EMA凝胶在蒸馏水中溶胀0d、2d和4d后的DMA曲线.P1是合成的PDMA EMA凝胶没有在水中溶胀的DMA曲线.从图中可以看出,对于P1来说,即使把静态力施加到10N也不能使其碎裂,此时应变达到96.4%,说明该凝胶具有良好的凝胶强度和韧性.这是因为在凝胶的三维网络结构图4　PDMAEMA凝胶溶胀不同时间后的动态力学分析曲线Fig.4　DMA curves of the sw olled PDMAEMAhydrogels for different timesP1.0d;P2.2d;P3.4d.使得凝胶有一定的弹性和韧性.P2为PDMA EMA 凝胶在水中溶胀2d后凝胶的DMA曲线.当静态力为211N时该凝胶被压碎,这时的应变为8016%.P3为PDMA EMA凝胶在水中溶胀4d后凝胶的DMA曲线.当静态力仅为111N时该凝胶被压碎.结果表明,对PDMA EMA凝胶来说,随着凝胶在水中溶胀时间的增加,凝胶的弹性模量逐渐减少,凝胶所能承受的最大静态力越来越小.因此,凝胶溶胀时间对其强度和韧性有很大影响,凝胶溶胀时间越长,凝胶的强度和韧性越差.图5是PDMA EMA凝胶分别在p H为4、7和9的Tris2HCl缓冲溶液中溶胀24h后所测得的DMA曲线.结果表明,凝胶在p H4的缓冲溶液中溶胀后,在静态力613N时发生碎裂,应变为图5　PDMAEMA凝胶在不同pH值的缓冲溶液中溶胀后的动态力学分析曲线Fig.5　DMA curves of the sw olled PDMAEMAhydrogels in buffer solutions with different pH 9613%;凝胶在p H值为7的缓冲溶液中溶胀后,在静态力319N时发生碎裂,最大应变为93.0%;而凝胶在p H9的缓冲溶液中溶胀后,静态力达13N 凝胶也没有发生碎裂.结果表明溶胀介质的p H的54　陕西师范大学学报(自然科学版)第38卷大小与凝胶强度和韧性有很大影响.介质的p H 越高,PDMA EMA 凝胶的强度和韧性越好,介质的p H 越低,凝胶的强度和韧性越差.在酸性介质中,凝胶网络高分子链质子化作用使凝胶的溶胀度增加,凝胶的张力增大,在外力作用下更易断裂;相反,在碱性介质中,凝胶网络高分子链在去质子化作用和疏水相互作用使凝胶的溶胀度降低,张力减小,在外力作用下不易断裂.蠕变曲线反应了凝胶的黏弹性[19223].25℃时,PDMA EMA 凝胶在6、8、10kPa 的恒应力作用下,凝胶的应变随时间的变化曲线如图6所示.在10min 内给凝胶施加不同的应力,凝胶产生相应的形变。

pH敏感聚合物的合成、性能及应用

16. P. V. Wetering, J. Y. Cherng, H. Talsma, D. J. A. Crommelin, W. E. Hennink, J. Controlled Release, 1998, 53, 145.
17. Z. Y. Zhong, Y. Song, J. F. J. Enbersen, M. C. Lok, W. E. Hennik, J. Feijen, J. Controlled Release, 2005, 109, 317
含PMAA的pH敏感聚合物的合成及性能
K. C. Tam, Langmuir, 2003, 19, 5175
含PMAA的pH敏感聚合物的合成及性能
动力学半径与滴定度的关系曲线
聚合物的动力学半径随滴定量的增加而增加，这表明由于限制在聚合物骨架内抗衡离子渗透压的增强造成的。
B. H. Tan, et al, Adv In Colloid Interface Sci 2005, 113, 111
18. 王国建，王德海，邱军，赵立群，功能高分子材料。
乳液聚合
定义：借助于乳化剂和机械搅拌的作用，将单体分散在水中形成乳液而进行的聚合反应。当溶于水中
的乳化剂达到一定浓度时，就会形成乳化剂－单体胶束。
单体的引发及聚合通常是在胶束中进行。乳液聚合可用于合成较好的核壳型的纳米粒子

on
Targetable receptor on tumor cell surface
on
on
off
off
Blood stream (pH 7.4)
Porous nanoparticle loaded with biomolecule and bearing targeting moiety and pH sensitive polymers. In the neutral pH of blood stream the pH sensitive polymers are collapsed on the pores of the particles forming closed trap doors (off).

pH_温度响应的两亲性嵌段共聚物的研究_赵群

聚( N- 异丙基丙烯酰胺) ( PNIPAAm) 具有典型的温度响应性, 但大多用于制备水凝胶, 因而本文没有作为重点介绍。由于篇幅原因, 本文着重介绍基于聚甲基丙烯酸及其酯类( 含叔胺酯类) 、聚乙烯基醚类、聚环氧乙烷( PEO) 和聚环氧丙烷( PPO) 类嵌段聚合物的合成、pHP温度响应性以及它们在水溶液中的聚集行为研究。
Key words pHPtemperature-response; amphiphilic block copolymers; controlledPliving polymerization; polymethacrylates; PEO; PPO
1 引言
刺激响应性高分子材料是指由于外界环境的微小变化而引起较大的物理变化或化学变化的一类高分子材料, 也被称为刺激敏感、智能或者环境敏感高分子材料。外界环境的刺激可分为两类: 物理刺激和化学刺激。物理刺激主要指温度、电场、光、应力和磁场等外界环境的变化, 它们会在临界点引起高
Abstract The stimul-i responsive amphiphilic block copolymers have drawn much attention due to their various promising potent ial applications. The pH and temperature responsive block copolymers are considerably important because they are relatively convenient to be synthesized and sensitive to outer stimuli. This review focuses on recent progress in stimul-i responsive and amphiphilic block copolymers containing polymethacrylates, poly ( ethylene oxide) ( PEO) , and poly( propylene oxide) ( PPO) , which are prepared by various controlledPliving polymerizations. The pHPtemperatureresponsive properties of these copolymers in aqueous solution are also summarized.

两亲性嵌段共聚物的合成及其pH敏感行为研究的开题报告

两亲性嵌段共聚物的合成及其pH敏感行为研究的开题报告一、背景与意义嵌段共聚物是指具有两个或多个不同化学性质的聚合物段组成的共聚物。

在这种材料中，不同的聚合物段相互作用，形成有序的结构和特定的功能性质。

因此，嵌段共聚物被广泛应用于诸如纳米技术、药物递送、分离和催化等领域。

两亲性嵌段共聚物是一种特殊类型的嵌段共聚物，由一个亲水性聚合物段和一个疏水性聚合物段组成。

这种材料在不同的环境下会显示出pH、离子强度和温度等物理化学性质的响应，可用于药物递送、生物传感和分离等应用领域。

因此，两亲性嵌段共聚物的研究具有重要的意义。

二、研究目的与内容本研究旨在合成一种新型的两亲性嵌段共聚物，并研究其在不同pH 值下的相行为及其对药物的递送性能。

具体研究内容如下：1. 合成两亲性嵌段共聚物。

选用具有羧基、胺基等官能团的单体，分别与亲水性单体和疏水性单体进行共聚反应，合成两亲性嵌段共聚物。

2. 聚合物的性质表征。

使用核磁共振（NMR）和傅里叶红外（FTIR）光谱对聚合物进行表征，分析其化学结构。

采用粘度测定法和动态光散射（DLS）法分别测定其分子量和分子尺寸。

3. pH敏感行为研究。

利用紫外-可见（UV-Vis）光谱和荧光光谱研究聚合物在不同pH值下的溶液相行为，分析其pH敏感性质。

同时，用荧光探针测定聚合物微粒的pH响应性能。

4. 药物递送性能研究。

将某种模型药物加入聚合物水溶液中，探究聚合物作为载体的药物递送效果。

采用高效液相色谱（HPLC）等技术，对药物释放进行研究和分析。

三、研究意义与应用前景本研究将合成一种新型的两亲性嵌段共聚物，研究其在不同pH值下的相行为和药物递送性能，有助于拓展这类材料的应用领域。

其药物递送功能可以用于制备高效、安全的药物载体材料，从而提高药物治疗的效果和安全性。

此外，本研究探究两亲性嵌段共聚物的pH敏感性能，可以为生物传感等领域的研究提供新思路，具有重要的应用前景。

综述-pH敏感双亲性聚合物

pH敏感双亲性聚合物的研究进展摘要：pH敏感双亲性聚合物由于具有多种潜在的用途而引起广泛关注。

本文综述了pH 敏感双亲性聚合物的概念，组成，分类，合成方法以及在药物输送中的应用，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：pH敏感；双亲性；聚合物；共聚物；胶束；脂质体；纳米粒两亲性聚合物是指同一高分子中同时具有对两种性质不同的相(如水相与油相，两种油相，两种不相容的固相等)皆有亲和性的聚合物。

pH敏感性聚合物是其溶液相态能随环境pH、离子强度变化的聚合物。

已有理论研究结果表明，聚合物分子内及分子间交联作用力可以分为以下几种:氢键、范德华力、静电作用和疏水作用力[1]。

在pH响应体系中四种作用力共同起作用引发pH敏感性，其中离子间作用力起主要作用，其它三种作用力起到相互影响、相互制约的作用。

一般来说，具有pH响应性的高分子中含有弱酸性(弱碱性)基团，随着介质pH 值、离子强度改变，这些基团发生电离，造成聚合物内外离子浓度改变，并导致大分子链段间氢键的解离，引起体相分子构型或溶解度的改变。

1．pH敏感双亲性聚合物的分类pH敏感双亲性聚合物有两大类：一是聚合物中包含弱酸、弱碱基团和聚电解质的化合物；二是聚合物中有能在酸性条件下水解的连接段[2]。

1.1包含有可离子化的弱酸、弱碱基团的聚合物和聚电解质化合物羧基是典型的弱有机酸聚合物取代基。

这一类可在较低pH下接受质子并在中性和较高pH下放出质子，如聚丙烯酸(PAA)或聚甲基丙烯酸（PMAA）。

弱有机碱聚合物如聚(4-乙烯基吡啶)在较高pH下接受质子，在较低pH下放质子，如聚[甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯](PDMAEMA)，侧基带有取代氨基，因而在中性或酸性条件下可获得质子[3,4]。

药物载体在酸性或碱性条件下，聚合物中pH敏感基团会水解断裂或极性发生变化，使得聚合物纳米粒子破裂，同时负载其中的药物会被释放出来[5-7]，释放过程中没有药物和载体之间没有化学键的变化。

两亲性聚合物的合成与性能研究

两亲性聚合物的合成与性能研究一、本文概述随着科技的不断进步和纳米科技的深入发展，两亲性聚合物作为一种特殊的聚合物材料，在诸多领域如生物医学、药物传递、涂料和表面活性剂等方面显示出巨大的应用潜力。

本文旨在深入探讨两亲性聚合物的合成方法，分析其在不同应用背景下的性能特点，以及研究其结构与性能之间的关系。

文章将首先介绍两亲性聚合物的基本概念和特性，然后详细阐述其合成过程，包括各种常用的合成方法和技术。

接着，本文将通过实验数据和分析，探讨两亲性聚合物的物理和化学性能，如溶解度、稳定性、自组装行为等。

文章将总结两亲性聚合物的研究现状，展望其未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，希望能够为两亲性聚合物的进一步应用和发展提供理论基础和实践指导。

二、两亲性聚合物的合成方法两亲性聚合物，也称为双亲性聚合物或两性聚合物，是一类同时含有亲水性和疏水性链段的特殊聚合物。

其独特的性质使其在材料科学、生物医学、药物输送和表面工程等领域具有广泛的应用前景。

合成两亲性聚合物的方法多种多样，下面将详细介绍几种常用的合成方法。

乳液聚合：乳液聚合是一种常用的合成两亲性聚合物的方法。

在这种方法中，疏水性单体和亲水性单体在水油两相体系中同时聚合，生成的两亲性聚合物通过稳定剂（如乳化剂）的作用，稳定存在于乳液中。

通过调节单体比例、乳化剂种类和聚合条件，可以得到不同结构和性能的两亲性聚合物。

原子转移自由基聚合（ATRP）：ATRP是一种可控/活性自由基聚合方法，可以精确控制聚合物的分子量和分子量分布。

利用ATRP，可以方便地合成结构明确、性能可调的两亲性聚合物。

通过选择适当的亲水性和疏水性单体，以及控制聚合条件，可以得到具有不同链段长度和组成的两亲性聚合物。

可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）：RAFT聚合也是一种可控/活性自由基聚合方法，与ATRP相比，RAFT聚合具有更广泛的单体适用性。

利用RAFT聚合，可以方便地合成各种结构复杂的两亲性聚合物。

pH敏感两亲性嵌段聚合物的合成及其对新型抗生物膜药物的控释研究

pH敏感两亲性嵌段聚合物的合成及其对新型抗生物膜药物的控释研究赵洲祥;丁春梅【摘要】采用ATRP技术,以PEG-Br为大分子引发剂,2-二异丙氨基乙基甲基丙烯酸酯(DPA)为单体,合成了一种pH敏感两亲性嵌段聚合物PEG-b-PDPA,其结构经1 H NMR和GPC确证.采用超声乳化法制备了包载新型抗生物膜药物的聚合物载药胶束(1),并研究了其结构和性能.结果表明:1的粒径均一、结构稳定,载药率和包封率分别为13.25％和79.50％.在酸性条件下(pH 5.5),1解组装并释放包裹在疏水\"核层\"的抗生物膜药物.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2018(026)010【总页数】5页(P733-737)【关键词】龋病;pH敏感;嵌段聚合物;合成;抗生物膜药物;控制释放【作者】赵洲祥;丁春梅【作者单位】四川大学高分子科学与工程学院,四川成都 610065;四川大学高分子科学与工程学院,四川成都 610065【正文语种】中文【中图分类】O624.6龋病是一种常见的慢性感染性疾病。

龋病的发生与粘附在牙面上的牙菌斑生物膜密切相关[1-2]。

人们食用蔗糖或其它致龋食物后，致龋菌会在生物膜中代谢产酸，使pH值降低(pH 4.5～5.5)，并逐步酸噬牙体硬组织，最终导致龋病的发生[3-4]。

近年来，纳米载药系统在龋病防治中作用越来越显著，尤其是基于刺激响应型聚合物构建的载药系统，具有良好的药物控制释放性能，毒副作用较小，生物利用度较高[5-7]。

Ren等[8]报道了一种新型小分子化合物(A, Chart 1)，它能靶向变异链球菌的葡糖基转移酶，从而抑制其生物膜的形成和致龋性。

因此，A被认为是一种潜在的抗生物膜药物，可用于龋病防治。

然而，由于A的疏水性较强，其应用受到了限制。

因此，设计一种pH敏感的聚合物胶束用于包载A等抗生物膜药物，提高药物的水溶性和稳定性，具有较高的应用价值。

Scheme 1Chart 1本文采用ATRP技术，以PEG-Br为大分子引发剂，2-二异丙氨基乙基甲基丙烯酸酯(DPA)为单体，合成了一种pH敏感两亲性嵌段聚合物PEG-b-PDPA(Scheme 1)，其结构经1H NMR和GPC确证。

具有PH和温度双重响应的新型高分子的研究

S C S CH3 C CN CH3
H2 C O
n
C CN
CH3
AIBN, NIPAM, 70oC,48h
O CH3 H N CH
m
C C O CH2 CH2 N
n
C CN
CH3
NIPAM=
HC C CH2
H 3C
CH3
图 1. PDMAEMA-b-PNIPAM 嵌段聚合物的合成示意图
1.4 复合胶束的制备
1.3 PDMAEMA-b-PNIPAM 嵌段聚合物的合成
将 PDMAEMA （0.4 g, 74 umol）， NIPAM （0.593 g, 5.2 mmol）， AIBN （4.0 mg, 24.4 umol）加入两口瓶中，3 ml 1，4-二氧六环溶解。液氮冷冻，抽真空，充氮气，反复三次。70oC 反应 48 小时，透析，冷冻干燥，得到聚合物样品 0.60 g (33%)。反应示意图 1
表 1 RAFT 聚合得到嵌段聚合物的结果
Sample PDMAEMA PDMAEMA-b-PNIPAM
nDMAEMAa 58 58
nNIPAMa 0 96
Mna 9300 20000
Mnb 5400 27000
PDIb 1.16 1.23
a 通过 1H NMR 计算得到的结果 b 通过凝胶色谱（GPC）得到的结果
CH3 H 2C C C O H2C CH2 N H 3C CH3 S C S H C C O NH CH3 H3C CH CH3 H2 C H3C CH3 H2 C O O S C S CH3 C C O CH2 CH2 N CH3 CH3 CH3
CDPB，AIBN, dioxane, 70oC,24h

一种pH敏感的多肽聚合物及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种pH敏感的多肽聚合物及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：王浩,乔增莹,高宇娟,丛勇
申请号：CN201710137612.9
申请日：20170309
公开号：CN106729735A
公开日：
20170531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种pH敏感的多肽聚合物及其制备方法和应用，所述pH敏感的多肽聚合物由两亲性聚合物以及连接在两亲性聚合物上的pH敏感多肽组成。

在本发明中，通过共价键将pH敏感的多肽接到聚合物上，制备pH敏感的多肽类聚合物。

所制备的pH敏感的多肽聚合物在血液循环中是惰性的，可以在体液循环中长期存在。

当到达肿瘤部位时，在肿瘤的微酸环境下，多肽发生质子化，形成α螺旋结构，其治疗活性被激活破坏肿瘤细胞的线粒体膜，诱导细胞死亡。

这种肿瘤部位点特异性激活的多肽聚合物可以提高治疗的靶向性和对肿瘤的毒性，降低对正常组织的副作用。

同时多肽聚合物本身具有较高的生物相容性，实现抗肿瘤药物在体内的应用。

申请人：国家纳米科学中心
地址：100190 北京市海淀区中关村北一条11号
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
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pH敏感聚合物的合成、性能及应用

Seminar Ⅰ
pH敏感聚合物的合成、性能及应用
报告人：导师：高金索杨启华研究员
2008/05/27
内容
①. 什么是 pH敏感聚合物
②. pH敏感聚合物合成的近期发展 ③. pH敏感聚合物的性能及应用 ④. 展望
聚合物
pH敏感聚合物
多糖脱氧核糖核酸 pH敏感聚合物: 聚合物的溶解性、体积、结构及
16. P. V. Wetering, J. Y. Cherng, H. Talsma, D. J. A. Crommelin, W. E. Hennink, J. Controlled Release, 1998, 53, 145.
17. Z. Y. Zhong, Y. Song, J. F. J. Enbersen, M. C. Lok, W. E. Hennik, J. Feijen, J. Controlled Release, 2005, 109, 317
pH敏感聚合物分类
1. 含PDMA （聚(甲基丙烯酸二甲胺乙酯））的pH 敏感聚合物
O O N
2. 含PDEA （聚（甲基丙烯酸二乙胺乙酯））的pH敏感聚合物
O O N
3. 含PAA（聚丙烯酸 ) 的pH敏感聚合物 O
OH O
4. PMAA （聚甲基丙烯酸) 的pH敏感聚合物
OH
含PDMA的pH敏感聚合物合成及性能
Tumor extracellular space (pH 6.0-6.8)
Nanoparticles are recognized by receptors on tumor cell surface. In the tumor extracellular space the reduced pH causes phase transition of pH sensitive polymers leading to solubilization and partial opening of trap doors (on). As a result there is controlled diffusion of biomolecules at the tumor site.

pH敏感功能聚合物的研究

pH敏感功能聚合物的研究郭良洽;谢增鸿;林旭聪;郑向华;张茂生;陈国南【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2006(26)8【摘要】以荧光染料曙红为pH指示剂、甲基丙烯酸为单体、双甲基丙烯酸一缩二乙二醇酯为交联剂、庚烷为致孔剂,利用高分子聚合技术合成了pH敏感功能聚合物.考察制备pH敏感功能聚合物的影响因素条件及其pH响应行为.曙红染料在聚合物介质中由于极性的减弱,其最大荧光发射波长较在水溶液中红移,表观解离常数增大,对pH的响应区间向酸性方向移动.在最佳实验条件下,pH敏感功能聚合物对pH的响应范围为0～3.0,并且具有较好的可逆性和重现性.【总页数】4页(P1483-1486)【作者】郭良洽;谢增鸿;林旭聪;郑向华;张茂生;陈国南【作者单位】福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002;福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002;福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002;福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002;福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002;福州大学食品安全与环境监测研究所,福建,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】O657.9【相关文献】1.低分子肝素pH敏感混合聚合物纳米粒大鼠体内生物利用度研究 [J], 郑颖;梁云星;王宁;杜艳;谢茵;梁桂贤2.用于药物递送的pH敏感聚合物研究进展 [J], 齐荣翔;崔汉钊;周海梅3.用全息散射方法研究掺杂纳米粒子的丙烯酰胺聚合物pH值敏感度 [J], 先立洪;于丹;杜佳欣;陈思璇;余彦青;;;;;4.pH敏感两亲性嵌段聚合物的合成及其对新型抗生物膜药物的控释研究 [J], 赵洲祥;丁春梅5.基于环糊精星形聚合物温度/pH双敏感超分子胶束的制备及性能研究 [J], 周恒全;李桂英;陈心怡;何娇;岳东琦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。