新型功能聚合物微球的制備、表征及其應(yīng)用研究.pdf

1、聚合物微球作為一種新型功能高分子材料，在生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)工程、化學(xué)化工以及電子信息等方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值，因而得到廣泛研究。本論文的主要研究目的是開展新型功能聚合物微球的制備方法及其應(yīng)用。研究工作的基本思路是首先選擇合適的沉淀聚合方法制備單分散聚合物微球，然后通過(guò)表面修飾進(jìn)一步功能化，接下來(lái)探索聚合物結(jié)構(gòu)組成與其功能的關(guān)系，最后研究功能聚合物微球的應(yīng)用。本論文圍繞著功能聚合物微球的制備、表征和應(yīng)用展開，主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
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2、.通過(guò)蒸餾沉淀聚合方法，利用自由基反應(yīng)，由商業(yè)化的甲基丙烯酸單體和合成的具有雙硫鍵的N,N'-雙（丙烯酰）胱胺交聯(lián)劑，制備了高親水性的聚甲基丙烯酸(PMAA)納米水凝膠微球。光散射(DLS)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)測(cè)試表明所得凝膠微球粒徑均勻，粒徑分布窄，具有高親水性。濁度實(shí)驗(yàn)證實(shí)凝膠微球在還原劑存在下可以快速降解，進(jìn)一步的凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試則表明凝膠微球可以降解成低分子量的聚合物鏈。紫外光譜(UV)測(cè)試表明凝膠

3、微球具有較高的載藥量和包埋率，而釋藥實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有pH/氧化還原氛圍雙重刺激響應(yīng)性。更有趣的是對(duì)于不同的水溶性還原劑二硫蘇糖醇(DTT)和谷胱甘肽(GSH)表現(xiàn)出明顯差異性的釋藥行為。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了凝膠微球良好的控制釋藥效果，熒光顯微鏡跟蹤觀察則證實(shí)了它可以快速進(jìn)入神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞并降解釋放出藥物。此外，我們利用兩步沉淀聚合制備了可生物降解的聚合物納米中空微球:首先合成了不交聯(lián)的PMAA聚合物微球作為內(nèi)核，再包一層雙硫鍵交聯(lián)的聚合物殼層，

4、然后用乙醇快速溶掉內(nèi)核，制備條件溫和。另外，我們還用沉淀聚合法制備了以四氧化三鐵磁簇為核、可降解聚合物為殼層的核殼復(fù)合聚合物微球。這些嘗試有望使凝膠微球進(jìn)一步功能化。
　　2.通過(guò)蒸餾沉淀聚合方法制備了聚N-2-羥丙基甲基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸(PHPMA-co-MAA)納米凝膠微球，隨后合成了氨基化的葉酸分子，并通過(guò)酰胺化反應(yīng)修飾到凝膠微球表面。光散射(DLS)、透射電鏡(TEM)測(cè)試表明凝膠微球形態(tài)均勻，粒徑分布窄，親水性

5、好。凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試表明凝膠微球快速降解，并主要由兩種低分子量的聚合物單元組成。紅外光譜(FTIR)和紫外光譜(UV)測(cè)試都證實(shí)了葉酸分子成功的鍵接到凝膠微球表面上。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)了HPMA單體的引入使制備的凝膠微球具有更好的生物相容性，葉酸分子的引入使其對(duì)于具有豐富葉酸受體的Hela細(xì)胞，具有明顯的治療靶向性。此外，對(duì)于疏水性藥物紫杉醇的研究進(jìn)一步拓展了凝膠微球作為藥物載體的適用范圍。我們還用蒸餾沉淀聚合法制備了聚(聚乙二醇甲

6、基丙烯酸酯)-co-甲基丙烯酸(POEGMA-co-MAA)納米凝膠微球。
　　3.設(shè)計(jì)制備了聚瞵腈微球作為新型非均相催化劑。以DMSO作為反應(yīng)溶劑，實(shí)現(xiàn)了果糖向HMF的高效轉(zhuǎn)化（收率97.2％，0.5小時(shí)）。首先合成了不同溶劑、縛酸劑和單體比例的聚膦腈微球，光散射(DLS)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)測(cè)試表明微球的粒徑均勻，粒徑分布窄。催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚合物微球具有較高的催化活性，且受到單體比例的較大影響。隨后，我們

7、在微球表面修飾HCCP、BPS單體或者苯甲酰氯，催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了催化活性位點(diǎn)可能在HCCP單元的P-Cl鍵上。接下來(lái)，我們研究了不同單體比例的微球在不同底物濃度下的催化活性，并與均相催化劑鹽酸或HCCP單體比較。令人驚奇的是我們發(fā)現(xiàn)聚合物微球超越了均相催化劑鹽酸或HCCP單體的催化活性。在此基礎(chǔ)上我們提出了可能存在一種新的反應(yīng)機(jī)理。此外，我們還制備了具有其它重復(fù)單元的聚合物微球，催化結(jié)果表明微球的內(nèi)部化學(xué)組成和電子效應(yīng)影響了其表面催化