生物相容及环境响应亲水性胶束和空心球的制备、表征和初步应用研究

【摘要】：纳米材料由于其独特的结构和性能成为了材料科学的研究热点。分子自组装是形成具有功能单元的多层次有序结构的先进材料的有效途径。利用高分子链构筑自组装纳米材料是目前最具活力的研究领域之一。其中,聚合物空心球因其结构稳定,中空核区能容纳大量或大尺寸客体分子的能力,尤受人们的关注。 用自组装方法制备聚合物空心球的途径很多。传统由嵌段共聚物制备聚合物空心球的方法步骤多,难度大:首先是设计和制备含有可交联嵌段和可降解嵌段的嵌段共聚物,然后在选择性溶剂中制备胶束,再通过壳层的交联以锁定胶束的结构,最后通过降解胶束核制得空心球。近年来我研究组发展了一种“无嵌段共聚物制备聚合物空心球”的新方法:由无规共聚物/均聚物或均聚物/均聚物对(pair)在选择性溶剂中制备核和壳之间由非共价键连接的胶束(NCCM),然后通过壳交联反应固定胶束的结构,最后利用NCCM的核和壳之间非共价键连接的特性可简单地用溶剂溶解空化胶束核,获得聚合物空心球。这种制备空心球的新方法可避免制备具有可交联和可降解特性的嵌段共聚物及化学降解胶束核的复杂步骤,简单易行。我组利用这一新方法成功地在有机溶剂中制备了聚(4-乙烯基吡啶)空心球。 近年来,应生物医学等领域的发展要求,制备生物相容、生物可降解、环境响应的胶束和空心球,以及制备高浓度胶束和空心球,已成为新的发展趋势。本论文的工作是基于上述研究背景及发展新趋势展开的。在本论文中,首先,我们将“无嵌段共聚物制备聚合物空心球”的方法拓展至水相领域:选用生物相容的和pH敏感的水溶性聚合物及可生物降解的聚合物,制备了生物相容和pH敏感的聚合物空心球;结合自组装和自由基聚合方法,我们发展了“原位聚合”的新方法,由此可制备较高浓度的、具有核—壳结构的温敏胶束(纳米粒子)及空心球,进一