《多功能性生物動態共價聚合物的合成及性能的研究》是依託南開大學，由劉麗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多功能性生物動態共價聚合物的合成及性能的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉麗
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目擬採用動態共價化學與可控自由基聚合技術相結合的方法合成多功能性生物動態共價聚合物。首先利用RAFT聚合方法合成雙醛基修飾的功能性聚合物，然後與雙醯肼修飾的生物活性分子進行縮合聚合，合成兩類動態共價聚合物：（1）基於可逆醯腙鍵的溫敏性、pH敏感性生物動態共價聚合物，以及（2）基於醯腙鍵－雙硫鍵兩種動態共價鍵的溫敏性生物動態共價嵌段共聚物。對這兩類生物動態共價聚合物的環境回響性、水溶液中的自組裝行為、生物識別性以及動態性能進行系統的研究。利用可逆共價鍵的動態性，對聚合物的分子結構進行調節，從而實現對聚合物性能的調控。本項目中得到的生物動態共價聚合物具有環境回響性、生物識別性等多重功能，作為新型的動態智慧型材料，在納米材料，生物技術及生物醫學等領域具有廣泛的套用前景。
結題摘要
基於可逆共價鍵構築的動態共價聚合物具有環境回響性及自適性，在藥物控釋、刺激回響性材料及自修復材料等領域具有廣泛的套用，近年來成為高分子科學領域的研究熱點。在動態共價聚合物中引入生物分子，可以將聚合物的動態性能與生物功能性有機結合在一起，為構築先進功能性生物材料提供了有效途徑。在本項目中，我們將RAFT聚合技術與動態共價化學相結合，設計合成了一系列的功能性動態共價聚合物：（1）溫敏性聚合物通過可逆醯腙鍵與醯肼化合物/聚合物相鍵接，得到了性能可調控的溫敏性動態共價聚合物，在此基礎上構築了蛋白質-動態共價聚合物綴合物。（2）基於醯腙鍵製備了具有pH回響性及動態性的多功能性核交聯聚合物納米粒子，生物素的引入使納米粒子可以有效地識別蛋白質分子，並對此納米粒子在藥物控釋中的套用進行了探索。（3）將磷酸吡哆醛通過醯腙鍵與嵌段共聚物鍵接，合成了陰離子型動態共價聚合物，通過靜電相互作用與溶菌酶形成聚離子型複合膠束，PIC膠束表現出pH回響性、鹽回響性以及酶回響性，調節溶液中鹽的濃度可以調控溶菌酶的活性，為構築智慧型性酶納米反應器提供了可能性。（4）通過醯腙鍵將酪氨酸與溫敏性共聚物鍵接，得到兼具聚合物的溫敏性及胺基酸的pH回響性的生物動態共價聚合物，利用醯腙鍵的可交換性可以實現對聚合物性能的調控，賦予其生物識別性。基於酪氨酸的反應多樣性，對生物動態共價聚合物進行了功能化修飾，製備了具有pH回響性及動態性的蛋白質-動態共價聚合物綴合物。（5）合成了由醯腙鍵連結的膽固醇-聚丙烯酸綴合物，此綴合物在水溶液中自組裝形成囊泡，具有pH回響性，可以作為藥物載體套用於藥物緩釋。（6）醯肼嵌段共聚物和醛基修飾的糜蛋白酶之間通過醯腙鍵的交聯形成了聚合物-糜蛋白酶納米粒子，此納米粒子具有pH回響性和動態性，並且由於聚合物的保護作用，糜蛋白酶的熱穩定性和保存穩定性得到了提高。本項目中設計合成的動態共價聚合物兼具合成高分子的特性、生物分子的功能性以及可逆共價鍵的動態性，具有環境回響性以及自適性，是一類智慧型型聚合物，在生物技術、藥物緩釋以及先進性生物材料等領域具有廣泛的套用。
