《多肽樹枝化聚合物水凝膠》是依託中南大學，由曠桂超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多肽樹枝化聚合物水凝膠
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曠桂超
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水凝膠作為一種重要的生物材料，已經在食品工業、組織工程以及生物醫藥等領域有著廣泛的套用。目前，以胺基酸為結構單元的小分子水凝膠機械強度普遍不高，以樹枝化聚合物作為凝膠因子的報導極少。多肽樹枝化聚合物水凝膠既克服了小分子凝膠力學強度較差的弱點，又同時保留了多肽分子生物相容性好的優點，具有極大的優越性。基於申請人在樹枝狀分子方向的基礎以及所在課題組在樹枝化聚合物領域的積累，本課題擬在基金委的資助下，合成不同拓撲結構的多肽樹枝化聚合物，構築一類新型智慧型化高模量水凝膠。通過比較不同代數的樹枝化基元，改變分子內外層結構及端基，加入共價或非共價交聯的第二組分，引入回響性基團，系統研究水凝膠的形貌，力學強度以及刺激回響性質等,探索結構與性質之間的規律。期望本項目的實施能拓展樹枝化聚合物和水凝膠兩個方向，並在新材料領域體現出更多基礎研究價值。
結題摘要
在本項目資助下，圍繞樹枝化聚合物的組裝及智慧型行為開展工作，設計併合成了一系列不同結構的胺基酸類樹枝狀分子單體，考察其聚合後形成水凝膠的能力。同時，增加了含有發光氟硼染料（BODIPY）的樹形分子的智慧型行為、光物理性質及細胞生物成像等工作。主要的研究內容包括以下三個方面：（1）設計併合成了不同代數的賴氨酸類樹枝化聚合物，考察其通過分子間作用力形成水凝膠的能力及智慧型回響，發現不同代數分子的凝膠能力均較弱，與二醛分子形成動態共價鍵後仍然未提高機械強度；（2）設計含有胺基酸構築或鍵聯的樹枝化螺旋高分子，研究了其智慧型行為，二次結構及發光性質等。單個脯氨酸的聚異氰就可以形成穩定的螺旋高分子，而不需要高代數的樹形分子，表明五元環的側基位阻足夠大。通過丙氨酸連結的烷氧醚樹枝狀聚合物同樣可以形成螺旋結構，且表現出優異溫敏性質；（3）水溶性樹枝狀聚合物的溫敏行為與光物理性質研究，發現該類含有BODIPY色團的分子在脫水聚集過程中發光強度得到提高，具體機理研究表明與脫水後的疏水環境及光誘導電子轉移機制密切相關。
