开环聚合诱导自组装的挑战与展望
发布时间：2021-09-12 10:13
聚合诱导自组装（PISA）是一种新兴的纳米粒子制备技术,它集聚合与组装过程于一体,可在高固含量条件下进行,因此备受青睐.此外,通过改变嵌段聚合度以及固含量等参数,可以精确地控制纳米粒子的形貌,实现从球形胶束到空心囊泡的形貌转变.然而,受限于适用于PISA体系的聚合方法和单体种类,其发展也受到了一定的限制.目前,PISA主要基于可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）,其在聚合诱导自组装机理、形貌控制、结构表征等方面的研究成果,对于高分子化学其他领域具有重要的参考价值.然而,由于RAFT聚合诱导自组装（RAFT-PISA）体系中适用的单体往往局限于（甲基）丙烯酸酯类和苯乙烯类,导致RAFT-PISA制备的纳米粒子限于其碳-碳主链的基本结构难以生物降解,因此生物医用前景并不乐观.为了克服以上缺陷,开环聚合诱导自组装（ROPISA）应运而生,主要包括开环易位聚合诱导自组装（ROMPISA）、氨基酸-N-羧基-环内酸酐开环聚合诱导自组装（NCA-PISA）及自由基开环聚合诱导自组装（r ROPISA）.由于ROMPISA体系对诸多功能性基团表现出化学惰性,从而为多功能纳米粒子的原位制备提供了新的方...
【文章来源】：化学学报. 2020,78(08)北大核心SCICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
RAFT-PISA制备嵌段共聚物纳米粒子示意图.纳米粒子形貌与堆积参数P有关(P=v/(a0lc),v表示图中红色成核嵌段的体积,a0表示图中蓝色稳定嵌段在亲疏溶剂界面处的接触面积,lc代表图中红色成核嵌段的长度).随着P值增大,组装体形貌逐渐从球状胶束向囊泡转变[7]
图2(A)通过在有机相制备的水溶性大分子引发剂实现水相ROMP反应.(B)水溶性大分子引发剂引发ROMPISA中典型形貌的透射电子显微镜(TEM)图像[32]除了基于降冰片烯类成核单体的ROMPISA体系,唐传兵和Cunningham团队分别利用环状铁/钌茂烯烃和1,5-环辛二烯作为单体,实现了ROMPISA[35,36].前者在ROMPISA过程中,还伴随着结晶诱导自组装,形成了薄层片状组装体,并利用TEM观察到了晶体的生长过程.相较于环状铁茂烯烃单体,在此体系中使用环状钌茂烯烃单体可以制备结晶度更高的薄层片状组装体.
2019年,杜建忠等首次提出了NCA-PISA概念[46].利用PEG-NH2为引发剂,在四氢呋喃中引发L-苯丙氨酸-N-羧基-环内酸酐单体(L-Phe NCA)的聚合诱导自组装,原位制备了可生物降解的囊泡等纳米粒子(图4).通过调节体系的固含量以及多肽嵌段的聚合度,实现了纳米粒子从胶束到囊泡的形貌转变.2020年,Lecommandoux团队采用同样的引发剂,在弱碱性水溶液中实现了L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧基-环内酸酐单体(BLG NCA)的NCA-PISA,制备了针状组装体,证明了在水相中也可实现NCA-PISA[47].鉴于多肽类纳米粒子在生物医用领域的应用前景[48,49],NCA-PISA为可生物降解纳米材料的放大制备提供了新的思路和方法[46,47],具有重要的研究价值和广阔的应用前景.
【参考文献】：
期刊论文
[1]ε-Poly（L-lysine）-based Hydrogels with Fast-acting and Prolonged Antibacterial Activities[J]. Yi-Jie Zou,Shi-Sheng He,Jian-Zhong Du. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(11)
[2]开环易位聚合反应和CuAAC反应联用制备含糖聚合物及其性质研究[J]. 朱玉,叶文玲,刘志峰,邓维,刘美娜. 高分子学报. 2019(01)
[3]Angiopep-2修饰的Ag2S量子点用于近红外二区脑胶质瘤成像[J]. 徐毅,赵彦,张叶俊,崔之芬,王丽华,樊春海,高基民,孙艳红. 化学学报. 2018(05)
[4]基于Tat（49-57）抗菌肽的设计、合成与性质研究[J]. 吕名秀,买文鹏,卢奎,段冰潮,赵玉芬. 有机化学. 2018(01)
[5]基于聚谷氨酸囊泡的抗菌水凝胶[J]. 宋涛,奚悦静,杜建忠. 高分子学报. 2018(01)
[6]In Situ Synthesis of Block Copolymer Nano-assemblies by Polymerization-induced Self-assembly under Heterogeneous Condition[J]. Sheng-li Chen,Peng-fei Shi,张望清. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(04)
本文编号：3394043
【文章来源】：化学学报. 2020,78(08)北大核心SCICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
RAFT-PISA制备嵌段共聚物纳米粒子示意图.纳米粒子形貌与堆积参数P有关(P=v/(a0lc),v表示图中红色成核嵌段的体积,a0表示图中蓝色稳定嵌段在亲疏溶剂界面处的接触面积,lc代表图中红色成核嵌段的长度).随着P值增大,组装体形貌逐渐从球状胶束向囊泡转变[7]
图2(A)通过在有机相制备的水溶性大分子引发剂实现水相ROMP反应.(B)水溶性大分子引发剂引发ROMPISA中典型形貌的透射电子显微镜(TEM)图像[32]除了基于降冰片烯类成核单体的ROMPISA体系,唐传兵和Cunningham团队分别利用环状铁/钌茂烯烃和1,5-环辛二烯作为单体,实现了ROMPISA[35,36].前者在ROMPISA过程中,还伴随着结晶诱导自组装,形成了薄层片状组装体,并利用TEM观察到了晶体的生长过程.相较于环状铁茂烯烃单体,在此体系中使用环状钌茂烯烃单体可以制备结晶度更高的薄层片状组装体.
2019年,杜建忠等首次提出了NCA-PISA概念[46].利用PEG-NH2为引发剂,在四氢呋喃中引发L-苯丙氨酸-N-羧基-环内酸酐单体(L-Phe NCA)的聚合诱导自组装,原位制备了可生物降解的囊泡等纳米粒子(图4).通过调节体系的固含量以及多肽嵌段的聚合度,实现了纳米粒子从胶束到囊泡的形貌转变.2020年,Lecommandoux团队采用同样的引发剂,在弱碱性水溶液中实现了L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧基-环内酸酐单体(BLG NCA)的NCA-PISA,制备了针状组装体,证明了在水相中也可实现NCA-PISA[47].鉴于多肽类纳米粒子在生物医用领域的应用前景[48,49],NCA-PISA为可生物降解纳米材料的放大制备提供了新的思路和方法[46,47],具有重要的研究价值和广阔的应用前景.
【参考文献】：
期刊论文
[1]ε-Poly（L-lysine）-based Hydrogels with Fast-acting and Prolonged Antibacterial Activities[J]. Yi-Jie Zou,Shi-Sheng He,Jian-Zhong Du. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(11)
[2]开环易位聚合反应和CuAAC反应联用制备含糖聚合物及其性质研究[J]. 朱玉,叶文玲,刘志峰,邓维,刘美娜. 高分子学报. 2019(01)
[3]Angiopep-2修饰的Ag2S量子点用于近红外二区脑胶质瘤成像[J]. 徐毅,赵彦,张叶俊,崔之芬,王丽华,樊春海,高基民,孙艳红. 化学学报. 2018(05)
[4]基于Tat（49-57）抗菌肽的设计、合成与性质研究[J]. 吕名秀,买文鹏,卢奎,段冰潮,赵玉芬. 有机化学. 2018(01)
[5]基于聚谷氨酸囊泡的抗菌水凝胶[J]. 宋涛,奚悦静,杜建忠. 高分子学报. 2018(01)
[6]In Situ Synthesis of Block Copolymer Nano-assemblies by Polymerization-induced Self-assembly under Heterogeneous Condition[J]. Sheng-li Chen,Peng-fei Shi,张望清. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(04)
本文编号：3394043
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