葫芦[8]脲增强型电荷转移复合物构筑功能性纳米胶束和层状多层膜的研究

作者
李丹丹;
摘要
刺激响应聚合物材料由于其潜在的应用价值而受到研究者广泛的关注。目前,主客体化学已发展成为构筑新型功能材料的重要途径。大环主体分子葫芦[8]脲(Cucurbit[8]uril,CB[8]),能键合双重客体形成主体增强的电荷转移(CT)复合物。这种独特的三组分主客体结合模式及其多重刺激响应性设计潜能,使葫芦[8]脲在构筑功能材料上具有良好的应用前景。本研究中我们将葫芦[8]脲增强的电荷转移复合物,与聚合物胶束和层状多层膜的制备技术结合,构筑了一系列的刺激响应功能体系。主要内容包括以下四个部分。     1.首先合成了pH敏感的甲基紫精(MV)修饰的阿霉素前药分子(MV-DOX)和萘(Np)修饰的聚乙二醇(PEG-Np)。然后利用CB[8]同时嵌套MV和Np形成主体增强CT复合物的性质,构建了CB[8]连接的两亲性超分子聚合物前药,其在水溶液中可自组装成胶束MV-DOX@CB[8]@PEG-Np。该超分子前药胶束在生理条件下具有良好的稳定性和生物相容性,而在细胞内酸性微环境下,可诱导腙键断裂,快速释放出阿霉素药物。体外细胞实验表明该前药胶束进入癌细胞后,可在溶酶体/内涵体的低pH诱导下发生药物释放,并抑制癌细胞的增殖,因此在癌症治疗领域具有潜在的应用价值。     2.合成了MV修饰的亲水性超支化聚磷脂(HPHEEP-MV)和吲哚(D)为末端的疏水聚乳酸(PLA-ID)。利用CB[8]对MV和ID的主客体识别作用,构建了CB[8]连接的两亲性嵌段聚合物,并在水中自组装成核壳非共价连接的聚合物胶束HPHEEP-MV@CB[8]@PLA-ID。由于CB[8]主客体复合物的动态可逆性,在还原剂Na282O4或竞争性客体金刚烷胺(Ad)的作用下,该超分子聚合物胶束核壳可迅速分离,实现胶束的解组装,内部包埋模型药物的超分子胶束可以实现药物的可控释放。     3.合成了MV或ID分别改性的聚乙烯亚胺PEI-MV和PEI-ID。利用CB[8]对MV和ID的三重主客体作用,结合层层组装技术,制备了带单一正电荷的多层膜(PEI-MV@CB[8]/PEMD)。该多层膜在pH4-9环境下能稳定存在,而CB[8]的客体Ad能通过竞争性主客体作用实现多层膜的快速解组装。CB[8]三重复合物的高结合力使多层膜具有很高的粘附强度。该阳离子多层膜能够大量高效地负载质粒DNA,并实现对细胞的原位转染。     4.合成了Np修饰的葡聚糖(NpD),然后利用CB[8]对MV和Np的嵌套作用,将中性的NpD与CB[8]及正电性的小分子MV混合,使其转变成侧基复合CB-MV的假阳离子性聚合物MV-CB[8]-NpD。该假阳离子性聚合物MV-CB[8]-NpD能与聚阴离子PAA进行旋涂层层组装得到多层膜(PAA/MV-CB[8]-NpD)。在还原剂Na282O4或竞争性客体Ad的作用下,假阳离子性聚合物MV-CB[8]-NpD的带电侧基脱离,使多层膜的层间静电作用力消失,导致多层膜发生解组装。利用这种可控解组装的多层膜作为牺牲层,可以简单快速地制备自支撑膜。
关键词/主题词
葫芦[8]脲;电荷转移复合物;刺激响应;纳米胶束;层状多层膜
页数
112
出版日期
2019-02-20
学位授予单位
浙江大学
学位年度
2016
学位
博士
院系
高分子材料
导师
计剑;任科峰
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