基于聚羟乙基谷氨酰胺和聚乙烯基内酰胺的线形—树枝状嵌段共聚物研究

发布时间：2020-10-17 17:15

　　 酶响应性聚合物具有良好的生物相容性和高度的选择性,在药物传输、疾病诊断和生物技术等领域具有潜在的应用价值。线形-树枝状嵌段共聚物(LDBCs)由线形大分子和规则且结构明确的树枝化基元以共价键相连而成,由于它们的多组分结构、独特的自组装性能和多价特性而具有广阔的应用前景。目前关于酶响应性聚合物的文献报道多局限于线形-线形嵌段共聚物,而关于酶响应性线形-树枝状嵌段共聚物(LDBCs)的研究却鲜见报道。本论文设计合成了两类新的酶响应性两亲线形-树枝状嵌段共聚物(LDBCs),并对它们在水溶液中的自组装性能和酶响应性能进行了研究。采用“先树枝(dendron-first)法”合成了以聚[N-(2-羟乙基-L-谷氨酰胺)](PHEG)为亲水性线形链、以半胱胺或基于2,2’-二羟甲基丙酸(bis-MPA)的脂肪族聚酯为疏水性树枝化基元的两亲性线形-树枝状嵌段共聚物G-b-PHEG和PHEG-G_n-bis-MPA(n=1,2),用~1HNMR、IR和GPC对这些共聚物的结构进行了表征。用荧光光谱、TEM、~1H NMR研究了这些嵌段共聚物在水溶液中的自组装性能和酶响应性行为,结果表明,G-b-PHEG和PHEG-G_n-bis-MPA在水溶液中均能自组装为胶束,这些胶束能包载难溶性荧光染料尼罗红;在加入木瓜蛋白酶后,胶束解组装释放出包载的尼罗红。酶的浓度、LDBCs中树枝化基元的代数对共聚物胶束的解组装均有影响,酶浓度越高,胶束解组装得越快,树枝化基元的代数越高,胶束的解组装越慢。表明这些嵌段共聚物胶束具有酶响应性解组装行为。采用“先线形链(chain-first)法”合成了以聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PNVP)或聚(N-乙烯基己内酰胺)(PNVCL)为亲水线形链、以脂肪族聚酯为疏水性树枝化基元的第一代和第二代两亲性线形-树枝状嵌段共聚物PNVP-G_n-bis-MPA(n=1,2)和PNVCL-G_n-bis-MPA(n=1,2)。用~1HNMR、IR和GPC对这些共聚物的结构进行了表征。性能研究结果表明,这些嵌段共聚物在水溶液中自组装形成的胶束也能被木瓜蛋白酶解组装,两类共聚物胶束的酶解组装速率均取决于共聚物中树枝化基元的代数,代数越高,胶束的酶解组装越慢。而且PNVCL-G_n-bis-MPA还具有温度响应性,其低临界溶解温度(LCST)呈现浓度和代数依赖性,随着共聚物溶液浓度和代数的增加,LCST均减小;即PNVCL-G_n-bis-MPA呈现酶和温度双重响应性。
【学位单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O631.3
【部分图文】：

第 1 章 绪论第 1 章 绪论1.1 线形-树枝状嵌段共聚物研究现状线形-树枝状嵌段共聚物（LDBCs）由线形大分子与高度均匀、结构明确寸和形状特定的树枝化基元结合而成。由于其能够在本体和水溶液中自发装形成不同的形貌，通过调节线形链的长度、树枝化基元的代数以及两个的化学结构和极性，控制相应的亲水疏水平衡，从而影响共聚物的溶液和性能。线形-树枝状嵌段共聚物的合成方法主要有三种：“chain-first”路线dendron-first”路线和“coupling”路线，如图 1.1 所示[1-3]。

图 1.2 树枝状大分子胶束的酶诱导解组装过程Ido Rosenbaum 等[24,25]报道了两种不同的基于聚乙二醇（PEG）为线形亲和酯酶响应的疏水树状体杂化嵌段共聚物的酶响应性胶束化行为。第一种是通过非共价包裹疏水的香豆素衍生染料，第二种胶束是通过将疏水的分价连接在树枝状大分子的端基，其中这个共价键能够进行酶响应分解，如.3 所示。他们将这两种胶束的水解速率、负载能力、稳定性和释放速率进行较：其中非共价包裹的客体分子在青霉素酶的刺激下能够快速释放，释放取决于客体分子和胶束本身；而共价结合的 PEG-树状杂化体则会缓慢释放端基、并具有高负载能力，释放速率取决于共聚物的代数和树枝化基元的数量。通过调节释放速率和负载能力可以使得这种酶响应材料在特定酶存，选择性的在靶点处释放活性物质，从而拓展了该类材料在载药递送领域大潜力。

第二种胶束是通过将疏水的分子共价连接在树枝状大分子的端基，其中这个共价键能够进行酶响应分解，如图1.3 所示。他们将这两种胶束的水解速率、负载能力、稳定性和释放速率进行了比较：其中非共价包裹的客体分子在青霉素酶的刺激下能够快速释放，释放速率取决于客体分子和胶束本身；而共价结合的 PEG-树状杂化体则会缓慢释放活性端基、并具有高负载能力，释放速率取决于共聚物的代数和树枝化基元的端基数量。通过调节释放速率和负载能力可以使得这种酶响应材料在特定酶存在下，选择性的在靶点处释放活性物质，从而拓展了该类材料在载药递送领域的巨大潜力。
【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 雷志丹;雷琳;李龙;张晓青;惠华英;雷志钧;;单体3,5-二(2-炔基丙氧基)苯甲酸甲酯的合成与表征[J];广东化工;2015年08期

2 娄文勇;宗敏华;;离子液体的组成及溶剂性质与木瓜蛋白酶催化特性的关系[J];高等学校化学学报;2007年07期

3 张阿方;树枝化聚合物的合成、结构表征及其应用[J];化学进展;2005年01期

4 张静夏,潘仕荣,王炜,朱伟杰,王琴梅;水溶性聚[N-(2-羟乙基)-L-谷酰胺]的合成[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2001年03期

相关硕士学位论文 前3条

1 林峰;基于N-乙烯基内酰胺的环形和线形—树枝状嵌段共聚物研究[D];云南师范大学;2017年

2 游丹;基于N-乙烯基己内酰胺的环形和线形嵌段共聚物的合成及性能研究[D];云南师范大学;2017年

3 邢义波;乙酰胆碱酯酶响应型聚合物型超两亲分子的可控自组装[D];清华大学;2012年

本文编号：2845088