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清華大學在新型刺激響應高分子研究領域取得系列進展
2011-06-14  來源:中國聚合物網
    刺激響應高分子在藥物控釋生物材料和納米容器等方面有重要的應用前景,是高分子前沿研究領域。在國家自然科學基金項目的支持下,清華大學袁金穎副教授及其研究小組在對外加電場、特種氣體、金屬離子和主體分子具有響應性的高分子組裝體研究方面開展了系統研究,取得了系列新進展,并引起國際同行關注與評價。

  1. 溫度與金屬離子雙重響應共聚物

  袁金穎等人設計合成了一種含卟啉側基的三嵌段兩親性共聚物,即聚異丙基丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酸-2-羥乙酯-b-聚甲基丙烯酸,該共聚物在水溶液中可形成穩定微凝膠。因卟啉能與多種金屬離子和半金屬離子形成配合物,在不同金屬離子存在下,該共聚物的顏色可呈現不同顏色,使之具有廣譜色彩調節性能;同時,隨體系溫度變化,每種含不同金屬離子的共聚物顏色能發生進一步改變,進而形成雙重響應型的納米傳感器。該成果已發表在Chem. Commun. 2010, 46, 2781-2783,英國皇家化學會旗下的Highlights in Chemical Technology (2010年第4期)對此項工作進行了亮點報道和評述,《自然中國》(Nature China)也于2010年3月在Research Highlights欄目中做了亮點評述。該研究結果為多通道雙響應聚合物納米傳感器的制備開辟了新途徑,有望應用于全譜的納米比色陣列和長程溫敏陣列中進行高速多通道檢測。

  2. 電壓響應聚合物囊泡體

  她們設計合成的組裝體由兩種均聚物利用非共價鍵正交連接,一段是末端修飾了β-環糊精的聚苯乙烯均聚物(PS-β-CD),另一段是末端修飾了二茂鐵(Fc)的聚環氧乙烷均聚物(PEO-Fc),二者利用末端功能基團的主-客體相互作用形成非共價鍵嵌段共聚物,之后再進行分級組裝在水溶液中形成超分子囊泡。鏈末端β-CD與Fc的主-客體包絡作用可以通過氧化還原的方式進行可逆的解離與嵌套調節。因此,在溶液中原位施加正電位或負電位,可以使Fc末端在帶電與不帶電之間切換,從而導致PS-β-CD/PEO-Fc囊泡的可逆解組裝與再組裝。施以不同強度的電壓可控制囊泡的解離速度和解離時間,可望應用在藥物緩釋系統。這為在體內進行電化學控制藥物定點釋放治療提供了新途徑。該研究結果發表在J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9268-9270上,《自然中國》(Nature China)于2010年7月在Research Highlights欄目做了亮點評述。Synfacts(2010, 9, 1009)也進行了亮點報道,有關合成路線被推薦為一種新的合成方法。

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