多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)陽離子聚合物的制備及其組裝動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、陽離子聚合物是一類非常重要的功能高分子，由于其優(yōu)異的凝聚和傳遞DNA的能力，可以作為優(yōu)異的非病毒基因載體。而在目前合成的陽離子聚合物中，聚乙烯亞胺(PEI)是最有效的聚合物載體之一?；诖?，本論文結(jié)合近年來倍受關(guān)注的可控自由基聚合、點(diǎn)擊化學(xué)(Click Chemistry)、陽離子開環(huán)聚合等，制備了具有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的PEI基聚合物，其分子鏈的結(jié)構(gòu)包括二嵌段線型聚合物、接枝型聚合物和環(huán)型聚合物等。
　　另一方面，大量的文獻(xiàn)報(bào)道了新型

2、陽離子聚合物的合成、應(yīng)用，關(guān)于其組裝動(dòng)力學(xué)的研究卻少之又少。然而，這方面的研究成果對(duì)開發(fā)新的離子型聚合物體系，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍方面都有十分重要的指導(dǎo)意義。本文利用生物物理領(lǐng)域成熟的停流光譜分析技術(shù)(Stopped-flow)，分析了不同條件下對(duì)該大分子動(dòng)力學(xué)過程的影響。并將研究范圍擴(kuò)大，繼續(xù)分析有序聚集體的組裝和形成動(dòng)力學(xué)。
　　具體來說，本論文的工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1.制備聚乙烯亞胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(PEI-

3、g-PEG)。利用六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)與聚乙二醇單甲醚(mPEG)反應(yīng)得到mPEG-NCO，隨后與PEI反應(yīng)，制得不同分子量的接枝共聚物，利用核磁共振(1H NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)等進(jìn)行表征。
　　2.制備聚乙二醇-b-聚乙烯亞胺二嵌段共聚物(PEG-b-PEI)。用聚乙二醇單甲醚(mPEG)和對(duì)甲苯磺酰氯反應(yīng)合成出大分子引發(fā)劑聚乙二醇單甲醚對(duì)甲苯磺酸酯(mPEG-OTs)，然后引發(fā)2-乙基-2-噁唑啉單體陽離

4、子開環(huán)聚合，然后在酸性條件下水解制備PEG-b-PEI，并利用NMR和GPC等進(jìn)行表征。
　　3.采用陽離子開環(huán)聚合與點(diǎn)擊化學(xué)相結(jié)合的方法制備環(huán)形聚乙烯亞胺均聚物(cyclic-PEI)。利用對(duì)甲苯磺酸丙炔酯作為引發(fā)劑引發(fā)2-乙基-2-噁唑啉(EtOZ)進(jìn)行陽離子開環(huán)聚合，得到含有端炔基的聚(2-乙基-2-噁唑啉)(α-alkyne PEOZ)均聚物，接著使用2-溴異丁酰溴和NaN3的兩步反應(yīng)將端羥基改性為端疊氮，再在極稀的溶液中

5、反應(yīng)制備出環(huán)形大分子，最后在酸性條件下水解制備環(huán)形的聚乙烯亞胺(cyclic-PEI)。利用FT-IR、NMR和GPC對(duì)這一轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了分析表征。
　　4.利用停流光譜技術(shù)(stopped-flow)研究線性聚乙烯亞胺(linear-PEI)、支化聚乙烯亞胺(branch-PEI)和聚乙烯亞胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(branch-PEI-g-PEG)在不同環(huán)境條件下與DNA絡(luò)合動(dòng)力學(xué)過程，并結(jié)合前人的研究基礎(chǔ)分析載體的結(jié)構(gòu)參數(shù)

6、、絡(luò)合過程和基因傳遞效率三者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。
　　5.聚離子復(fù)合物形成和解離動(dòng)力學(xué)過程研究。將帶有相反電荷的兩種聚電解質(zhì)樣品混合，然后采用停流光譜技術(shù)，研究聚離子復(fù)合物(PIC)膠束形成和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)過程，結(jié)合動(dòng)態(tài)/靜態(tài)光散射技術(shù)等靜態(tài)表征和分析結(jié)果，分析不同條件下靜電絡(luò)合動(dòng)力學(xué)過程的特征弛豫時(shí)間和結(jié)構(gòu)演化進(jìn)程，研究混合條件(如組分濃度、混合比例和鹽)等對(duì)絡(luò)合/解離動(dòng)力學(xué)進(jìn)程的影響。
　　6.溫度誘導(dǎo)嵌段聚合物溶液-凝