基于包結(jié)作用的聚合物空心球的表面修飾及超分子凝膠研究.pdf

1、在過去的20年中,我們組提出并發(fā)展了氫鍵誘導(dǎo)的“非共價(jià)鍵接膠束”(NCCM)的概念,已在該領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。最近,我們又將主-客體間的分子識(shí)別作用引入到大分子自組裝研究領(lǐng)域,進(jìn)一步擴(kuò)充、深化了原有的NCCM研究體系。本論文的研究工作是在本課題組已有研究工作的基礎(chǔ)上開展的。主要是利用環(huán)糊精與客體分子間的包結(jié)絡(luò)合作用,在聚合物空心球的表面修飾、自組裝有機(jī)-無機(jī)雜化超分子凝膠制備等方面展開研究:
　　 1.基于包結(jié)絡(luò)合作用的聚

2、合物空心球的表面修飾
　　 我們將作為主體分子的環(huán)糊精引入到半剛性聚合物鏈的兩端,發(fā)現(xiàn)該端基修飾的剛性聚合物在水溶液中可以形成單層空心球結(jié)構(gòu)。作為主體分子的環(huán)糊精均勻地分布在這種單壁空心球的內(nèi)、外壁,因此可進(jìn)一步通過主-客體分子間的包結(jié)絡(luò)合作用,利用端基金剛烷修飾的不同分子量的PEG來實(shí)現(xiàn)聚合物空心球的內(nèi)、外表面的非共價(jià)修飾。該研究為聚合物空心球的表面修飾,尤其是其內(nèi)表面的修飾,提供了一條簡(jiǎn)便易行的新途徑,為其在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研

3、究提供了極大的方便。
　　 2.基于低分子量PEG/α-CD的有機(jī)及有機(jī)-無機(jī)雜化超分子凝膠的研究
　　 諸多文獻(xiàn)研究表明,高分子量的PEG與α-環(huán)糊精在水溶液中可通過包結(jié)絡(luò)合作用形成超分子凝膠。由于該凝膠具有溫度響應(yīng)的gel-sol轉(zhuǎn)變形為和剪切變稀(shear-thinning)的性質(zhì),在藥物的傳輸和釋放領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用前景,受到了研究工作者的廣泛關(guān)注。但是具有更好生物相容性的低分子量PEG(Mn≤2K)與α-環(huán)

4、糊精卻只能形成晶體沉淀而非凝膠。我們的研究發(fā)現(xiàn),單端金剛烷修飾的低分子量PEG(Mn=1.1或2K),由于金剛烷的疏水聚集作用,使其可以和α-環(huán)糊精形成超分子凝膠。同時(shí),表面β-環(huán)糊精修飾的SiO2納米粒子可以通過β-環(huán)糊精與金剛烷間的包結(jié)絡(luò)合作用,很好地分散在上述超分子凝膠中,形成一種無機(jī)納米粒子雜化的凝膠。且該β-環(huán)糊精修飾的SiO2納米粒子的引入可以大大提高雜化凝膠的強(qiáng)度和粘度。進(jìn)一步研究表明,金剛烷的疏水聚集區(qū)域和β-環(huán)糊精修飾

5、的SiO2納米粒子均可使PEG分子鏈的一端聚集在一起,起到了“超級(jí)交聯(lián)劑”(Supra-cross-linker,簡(jiǎn)稱為SCL)的作用。
　　 3.基于包結(jié)作用的以CdS量子點(diǎn)為超級(jí)交聯(lián)劑的雜化超分子凝膠研究
　　 在上述超級(jí)交聯(lián)劑的基礎(chǔ)上,在這一部分我們利用主-客體分子間的超分子相互作用,以主體分子環(huán)糊精修飾的CdS為超級(jí)交聯(lián)劑,為雜化超分子凝膠的制備提供了一條簡(jiǎn)單通用的新途徑。利用這種超級(jí)交聯(lián)劑,通過與各種功能性水溶

6、性單體的共聚合反應(yīng),可以得到各種納米結(jié)構(gòu)的雜化超分子凝膠。在這種雜化超分子凝膠體系中,QDs通過其表面的環(huán)糊精與客體分子間的包結(jié)絡(luò)合相互作用穩(wěn)定均一地分散在凝膠中。所制雜化凝膠具有優(yōu)良的透明性和均一性,使得其在各種光學(xué)器件和生物醫(yī)用材料領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用前景。
　　 4.基于包結(jié)絡(luò)合作用的CdS量子點(diǎn)雜化水溶性超分子聚合物網(wǎng)絡(luò)
　　 利用環(huán)糊精與金剛烷之間的主-客體包結(jié)絡(luò)合作用,以CdS量子點(diǎn)為超級(jí)交聯(lián)劑,構(gòu)筑了一種新