文献类型：学位论文

中文题名：静电组装导向聚合制备两性离子聚电解质纳米凝胶及其应用

作者：刘伟[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：王俊有;华东理工大学|Martien A. Cohen Stuart;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：纳米凝胶;两性离子;聚电解质;原位聚合组装;纳米载体

摘要：聚电解质纳米凝胶是一类由带电高分子构建的、具有三维交联网络结构的水凝胶纳米粒子,兼具聚电解质与纳米凝胶的优点,如高电荷密度、较强的亲水性、优良的热稳定性和化学稳定性。两性离子纳米凝胶是一类特殊的聚电解质纳米凝胶,其内部同时带有正电荷和负电荷。同单一电荷的聚电解质纳米凝胶相比,两性离子纳米凝胶具有更加优异的生物相容性和抗蛋白吸附能力,因此在生物治疗和医药领域受到广泛关注。本文发展了一种制备两性离子聚电解质纳米凝胶的新方法-静电组装导向聚合(Electrostatic Assembly Directed Polymerization)。该方法利用聚离子-中性嵌段聚合物为模板,诱导两性离子单体和交联剂共聚合,制备了结构和尺寸可控的两性离子聚电解质纳米凝胶。论文系统研究了不同聚合因素对纳米凝胶的结构和粒径影响,优化了制备条件,并对纳米凝胶的性质和负载应用进行了探究。具体研究内容如下:1.利用静电组装导向聚合制备了聚3[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯(PCBMA)两性离子聚电解质纳米凝胶。以聚阴离子-中性嵌段聚合物为模板,调节体系pH屏蔽两性离子单体的负电荷(仅带正电),在交联剂存在下实施聚合组装,获得了粒径均一的聚电解质胶束。进一步在高盐浓度下洗脱模板,制备了结构可控的PCBMA聚电解质纳米凝胶。研究发现,模板分子的存在构筑了限域组装,控制了凝胶尺寸,而交联剂的引入则形成了交联网络结构,获得了稳定的凝胶粒子。该部分工作证实了静电组装导向聚合方法的可行性,成功制备了两性离子聚电解质纳米凝胶。2.利用静电组装导向聚合对PCBMA两性离子聚电解质纳米凝胶的结构和尺寸进行了调控。研究发现,当聚合体系中盐浓度小于100 mM时,PCBMA两性离子纳米凝胶的粒径随着盐浓度的增大而增大;当交联剂含量小于20%时,纳米凝胶的粒径随交联剂含量的增大而增大。两种调控方式形成的不同尺寸的纳米凝胶均为球形结构,且粒径分布较窄。该部分工作表明,控制聚合过程中的盐浓度和交联剂含量可以有效调控PCBMA纳米凝胶的粒径。3.以PCBMA两性离子聚电解质纳米凝胶为载体,研究了其对染料分子和细胞色素c的负载功能。研究发现,改变pH可以调控PCBMA纳米凝胶的粒径和电荷,进而选择性地负载不同电荷的染料分子。同时,PCBMA两性离子聚电解质纳米凝胶可以负载细胞色素c,并保持其70%生物催化活性。该部分工作证实,PCBMA两性离子聚电解质纳米凝胶具有pH响应性,且可以利用电荷作用负载不同的功能分子,为后续的应用奠定了基础。