功能型嵌段共聚物的合成与自组装

论文摘要

嵌段共聚物的合成与自组装作为一门新兴学科在过去几十年的发展中已经逐步渗透到了几乎所有的应用领域。在生物医学领域的应用近30年的历史中,随着对嵌段共聚物在生物领域应用的不断深入,与药物科学的结合也更为紧密。因此,用纳米粒子作为药物载体来实现靶向输送、缓释给药的目的已经逐步应用在我们的生活中。本论文在分析嵌段共聚物研究现状的基础上,通过阴离子聚合方法设计并合成了生物降解的两亲型嵌段共聚物P（VP-b-DLLA）和温度敏感的全亲型嵌段共聚物P（VP-b-NIPAM）,并具有特定功能性和纳米结构等特点的分子量分布指数窄、性能良好的嵌段共聚物。并研究了嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装而表现出不同的聚集结构和溶液特性,表明此类胶束在药物缓释和靶向药物输送载体方面具有广泛的应用前景,为高分子微球载体在生物医药领域中的应用进一步提供了理论依据。1.具有优异的溶解性能和生物相容性的聚N-乙烯基吡咯烷酮（PVP）,被广泛的用作在医用高分子材料,并且N原子的存在,可与多种药物形成配位键,达到承载药物的目的。为了更好的利用PVP的亲水性能,首先采用自由基聚合方法,合成了末端羟基化的PVPOH,并作为合成嵌段共聚物的大分子引发剂。通过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）和凝胶色谱（GPC）对其结构、分子量、分子量分布进行了表征。2.聚乳酸（PDLLA）具有良好生物相容性和生物降解性能,但由于其强的疏水性而在药物控释的应用中受到限制。为此采用阴离子聚合的方法合成了具有亲水性链段PVPOH和疏水性链段的PDLLA的两亲型嵌段共聚物P（VP-b-DLLA）。通过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）、元素分析（EL）、热重分析（TG）、差热分析（DSC）和凝胶色谱（GPC）对其结构、分子量、分子量分布和两嵌段之间的比例进行了表征。考察嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装形成聚合物胶束的微观形貌,运用透射电镜（TEM）、激光粒度仪（DLS）、荧光光度计（FL）对纳米胶束的形貌、粒径分布和临界胶束浓度（cmc）进行表征,结果表明所合成的嵌段共聚物P（VP-b-DLLA）有望很好的用作生物降解药物缓释材料。3.温敏型智能化聚合物胶束由于具有相对较快的环境感应速度,可很好的应用于药物控释体系。聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水溶液在高于低临界溶解温度（LCST）时,存在发生相分离的温度范围相当窄。为此采用阴离子聚合的方法合成了具有亲水性链段的PVPOH和温敏性链段的PNIPAM的温敏型嵌段共聚物P（VP-b-NIPAM）。通过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）、凝胶色谱（GPC）对其结构、分子量、分子量分布进行了表征。考察了嵌段共聚物在溶剂中自组装形成聚合物胶束的微观形貌,运用透射电镜（TEM）、激光粒度仪（DLS）和表面张力仪（SFT）对纳米胶束的形貌、粒径分布、聚合物溶液的温敏特性和临界胶束浓度（cmc）进行表征。结果表明所合成的嵌段共聚物P（VP-b-NIPAM）有望很好的用作温敏型药物靶向材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌段共聚物自组装简介
• 1.1.1 自组装的机理
• 1.1.2 两亲型嵌段共聚物
• 1.1.3 环境敏感全亲型嵌段共聚物
• 1.2 阴离子聚合的特点与应用
• 1.2.1 阴离子聚合的特点
• 1.2.2 阴离子聚合在高分子设计中的应用
• 1.3 课题的提出及意义
• 第2章 端羟基的聚N-乙烯基吡咯烷酮
• 2.1 前言
• 2.1.1 聚N-乙烯基吡咯烷酮简介
• 2.1.2 聚N-乙烯基吡咯烷酮的聚合方法
• 2.1.3 聚N-乙烯基吡咯烷酮共聚合的意义
• 2.1.4 聚N-乙烯基吡咯烷酮的应用
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 仪器及试剂
• 2.2.3 端羟基的聚N-乙烯基吡咯烷酮的自由基聚合
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 小结
• 第3章 生物降解的嵌段共聚物的合成与自组装
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原理
• 3.2.2 仪器及试剂
• 3.2.3 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚乳酸的合成
• 3.2.4 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚乳酸的表征
• 3.2.5 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚乳酸的自组装行为观察和表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚乳酸合成与表征
• 3.3.2 嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装行为
• 3.4 小结
• 第4章 温度敏感的嵌段共聚物的合成和自组装
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原理
• 4.2.2 仪器及试剂
• 4.2.3 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚N-异丙基丙烯酰胺的合成
• 4.2.4 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚N-异丙基丙烯酰胺的表征
• 4.2.5 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚N-异丙基丙烯酰胺自组装行为表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚N-异丙基丙烯酰胺的合成与表征
• 4.3.2 聚N-乙烯基吡咯烷酮-b-聚N-异丙基丙烯酰胺自组装行为
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研成果