支化結(jié)構(gòu)可控的聚合物制備及其生物應用.pdf

1、超支化聚合物是20世紀80年代末發(fā)展起來的一類新型聚合物，具有獨特的物理化學性質(zhì)，如高度支化的三維拓撲結(jié)構(gòu)、大量內(nèi)部空腔、大量末端官能團和良好的溶解性能等。超支化聚合物易于設計、合成簡單、成本低、應用廣泛，是當前高分子科學的研究熱點。本文在綜述前人有關超支化聚合物合成及應用的基礎上，對超支化聚合物拓撲結(jié)構(gòu)可控合成以及生物應用方面做了一些探索。具體研究內(nèi)容和主要結(jié)論如下:
　　 1、改變?nèi)軇┙M合控制聚合產(chǎn)物的支化結(jié)構(gòu)
　　

2、 采用A2+BB'2型單體聚合法，通過改變反應溶劑的配比，成功控制了聚合產(chǎn)物的支化拓撲結(jié)構(gòu)。在聚合過程中，A2單體的一個A官能團和BB'2單體的B官能團迅速反應，生成AB'2型中間體。該中間產(chǎn)物繼續(xù)反應一個B'官能團后，另一個B'官能團(B")+的反應活性是形成不同支化結(jié)構(gòu)的關鍵因素:當質(zhì)子溶劑比例較高時，B"與B'反應活性相近，最終生成超支化聚合物;當質(zhì)子溶劑較少時，B"反應活性遠低于B'，因此生成線性聚合物。該方法僅僅通過改變反應體

3、系中溶劑的比例，即實現(xiàn)了聚合物支化結(jié)構(gòu)的調(diào)控，簡單易行，為聚合物支化拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了一種新方法。利用這種方法，合成了重復單元相同、分子量相近、支化結(jié)構(gòu)不同的兩類聚合物，即由N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和二乙烯基砜分別與1-（2-胺乙基）哌嗪通過邁克爾加成聚合，得到一系列具有不同支化結(jié)構(gòu)的聚酰胺-胺和聚砜胺。
　　 2、改變支化結(jié)構(gòu)調(diào)控聚酰胺-胺的基因轉(zhuǎn)染
　　 在成功制備重復單元相同、分子量相近、支化結(jié)構(gòu)不同的聚酰胺-胺基

4、礎上，考察了支化結(jié)構(gòu)對基因轉(zhuǎn)染性能的影響。隨著支化度的增大，聚酰胺-胺中伯胺和叔胺數(shù)目增加，其緩沖能力和壓縮質(zhì)粒DNA的能力大大增強。與此同時，聚酰胺-胺的細胞毒性隨著支化度的增大而降低。相應地，聚酰胺-胺的基因轉(zhuǎn)染效率隨著支化度的增加而顯著增大，超支化聚酰胺-胺的轉(zhuǎn)染效率比線型聚酰胺-胺提高了三個數(shù)量級。超支化聚酰胺-胺的基因轉(zhuǎn)染效率與聚乙烯亞胺相近，但細胞毒性遠低于后者，是一種高效、低毒的基因載體。通過改變陽離子聚合物的支化結(jié)構(gòu)，就

5、可以方便地調(diào)控陽離子聚合物的細胞毒性和基因轉(zhuǎn)染效率。
　　 3、改變支化結(jié)構(gòu)調(diào)控聚酰胺-胺的熒光性能
　　 聚酰胺-胺是一類非共軛聚合物，但具有較好的熒光性能。在溶液狀態(tài)下，聚酰胺-胺的熒光與其支化結(jié)構(gòu)密切相關。支化度越小，聚合物熒光越強，而且有一定的藍移。當聚酰胺-胺溶液濃度增大甚至達到固態(tài)時，線型及超支化聚酰胺-胺的熒光均未發(fā)生猝滅，表現(xiàn)出聚集熒光增強特性。以超支化和線型聚酰胺-胺為穩(wěn)定劑和還原劑，制備了具有良好分散

6、性的金納米粒子，所得聚酰胺-胺/金(PAA/Au)納米復合物分散性好，粒度均勻，平均粒徑在8 nm左右。將聚酰胺-胺/金納米粒子與大腸桿菌混合后，聚酰胺-胺/金納米粒子可以吸附在大腸桿菌表面，得到明亮的大腸桿菌菌落。基于發(fā)光菌落的尺寸和數(shù)量，可以有效地檢測出大腸桿菌。
　　 4、改變支化結(jié)構(gòu)調(diào)控聚砜胺及其納米銀復合物的抗菌性能
　　 支化結(jié)構(gòu)對聚砜胺及其納米銀復合物的抗菌性能有著一定的影響。隨著支化度的增大，聚砜胺的流體