寡聚乙二醇功能化的温度和氧化还原响应性聚谷氨酸

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智能响应性聚α-氨基酸由于具有良好的生物相容性和生物可降解性而在生物医用高分子材料领域备受瞩目。本文利用NCA开环聚合法制备了三种聚α-谷氨酸-寡聚乙二醇酯,并对其溶液性质和响应性进行了研究:  1.Thiol-yne“点击化学”制备温度和氧化还原响应性聚谷氨酸:以谷氨酸为原料,通过NCA开环聚合和Thiol-yne“点击化学”的方法合成了侧链接枝两分子寡聚乙二醇(OEG)的聚谷氨酸(PPLG-g-EGx)(x=2,3,4)。这种聚α-氨基酸结合了OEG的温度响应性和硫醚基团的氧化还原响应性。当x=3或4时,PPLG-g-EGx的水溶液表现出可逆的温度响应性。侧链硫醚基团氧化为亚砜或砜的过程会增加水溶性,导致浊点升高直至失去温度响应性行为。氧化得到的亚砜聚合物可被还原为硫醚并重新表现出温度响应性行为。我们研究了OEG侧链长度、聚合物浓度、离子强度以及氧化还原程度对其浊点的影响,同时研究了温度的改变和氧化还原反应对其二级结构的影响。此外,我们合成了mPEG45-b-(PPLG46-g-EG3)两嵌段共聚物,发现该共聚物在升温时会发生溶胶-凝胶转变,氧化剂的加入能够破坏凝胶结构。这是一种高效的合成方法,可以用来制备多响应性的聚α-氨基酸。  2.Thiol-ene“点击化学”制备温度和氧化还原响应性聚谷氨酸:化学结构是影响温度响应性聚合物浊点的重要因素,为进一步理解侧链OEG接枝数目对聚α-氨基酸性质的影响,我们通过NCA开环聚合和Thiol-ene“点击化学”反应合成了每个侧链接枝单分子OEG的聚谷氨酸(PALG-g-EGx)(x=2,3,4)。当x=3或4时,PALG-g-EGx的水溶液表现出可逆的温度响应性。侧链OEG长度相同、主链聚合度相近并且其他条件(如浓度、离子强度等)相似时,PALG-g-EGx的浊点低于PPLG-g-EGx的浊点。此外,侧链硫醚基团的氧化还原反应程度对PALG-g-EGx的水溶性和浊点有很大影响。说明除侧链OEG长度、聚合度、聚合物浓度、离子强度等因素外,此类聚α-氨基酸的浊点还可以通过改变侧链OEG接枝数目和氧化还原程度来调节。我们还研究了氧化还原反应对其二级结构和浊点的影响。  3.性质可调的ABA型三嵌段聚谷氨酸水凝胶:通过NCA开环聚合制备了一系列不同组成的ABA型三嵌段共聚物P(EGxGlu)-b-PEG-b-P(EGxGlu)。这种三嵌段共聚物在较低浓度下可以在水中凝胶化且具有剪切变稀和快速回复的性质。其凝胶力学强度可以通过改变共聚物的组成、分子量、浓度和温度来调控。该类水凝胶对阿霉素(DOX)有缓释作用,其释放速率可通过改变嵌段组成来调控。
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