聚合物囊泡的智能響應行為

邵洪志

(東北石油大學 黑龍江 大慶 163318)

聚合物囊泡的智能響應行為

邵洪志

(東北石油大學 黑龍江 大慶 163318)

本文綜述了聚合物囊泡的響應外部刺激的行為。我們分析了聚合物智能囊泡的刺激反應，除了對傳統的刺激，如pH、溫度、氧化/還原，光的敏感性。通過對分析不同刺激下聚合物智能囊泡的反應，從而對聚合物囊泡的應用有指導作用。

聚合物囊泡；智能；刺激響應

一、囊泡PH響應

PH被認為是控制納米膜釋放[1]和封裝最重要的影響因素，一個聚合物的pH響應性是通過質子化和去質子化循環得到在弱酸性和/或多元弱酸在嵌段共聚物在不同pH值，或pH誘導改變。嵌段共聚物和多肽嵌段共聚物已被用來做pH響應共聚物。

2005年杜和Armes不同PH下的可調滲透率膜。囊泡是由聚(環氧乙烷)-b-聚[2 -(二乙基氨基)乙基 甲基丙烯酸-3 -(三甲氧基甲硅烷基)甲基丙烯酸丙酯]、[PEO-b-P(DEA-s-TMSPMA)]在氧雜環戊烷/水混合物。在室溫甲醇中通過原子轉移自由基聚合的方法(ATRP)合成了兩親共聚物。疏水性的P(DEA-s-TMSPMA)嵌段形成的囊泡膜，隨后可在水溶液中交聯通過膜上TMSPMA原位溶膠-凝膠反應。PDEA單元由于pH響應被嵌入到膜上。在低pH時。PDEA質子化變的親水，那將在膜上產生滴漏點。結果是膜上的門打開，滲透率增加。相反，如果PH增加，PDEA去質子化和變的疏水，那將密封膜上的滴漏點。結果是膜上的門逐漸閉合，滲透率降低。

因此，門的大小能通過PH適當的調節。這將導致滲透率和控制釋放和密封。在這項工作中的一個關鍵進展是通過膜上溶膠-凝膠化學交聯。這能保證囊泡的形狀，但膜的滲透率能通過改變溶液pH值來改變。

二、囊泡溫度響應

在溫度的改變情況下，共聚物中一部分的疏水或親水基團改變。N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)是溫感單體，它的共聚物有較低的臨界溶液溫度。較低的臨界溫度是由于聚合物分子量，末端基，嵌段共聚物的整體結構。(NIPAM)在32℃臨界溫度下溶解，32℃以上不溶解。因此，有(NIPAM)的兩親嵌段共聚物通過改變溫度在純水中得到聚泡和其他形狀。

例如，2006年，聚[N-(3-氨基丙基)-甲基丙烯酰胺鹽酸鹽]- b-PNIPAM(PAMPA-b-PNIPAM)，通過可逆加成斷裂鏈轉移聚合得到。當低于臨界溫度時聚合物溶解。當高于臨界溫度時，囊泡可被PAMPA與聚(丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸鈉)(PAMPS)的交聯反應結構封鎖。這個離子交聯是可逆的，因此可被用來提供穩定的傳輸應用，也允許促進快速移除或降解囊泡。

三、囊泡氧化還原響應

在純水中制備PEO-b-PPS-b-PEO三嵌段共聚物以防止在氧化環境中膨脹。PPS代表聚(丙烯硫化物)。環硫陰離子聚合合成共聚物。疏水性PPS被轉換成親水性聚(丙烯亞砜)和聚(丙烯砜)暴露于氧化環境，如H2 O2中。這破壞了的囊泡膜，導致分子溶解氧化共聚物，利用濁度測量證實。在這項工作中十小時的氧化后聚合物囊泡(在水溶液中的高濁度)解離成聚合物鏈(幾乎為零的濁度)。這些氧化反應的囊泡可能作為藥物載體的納米容器。

四、囊泡光感響應

聚合物囊泡解離可以可逆地和不可逆地，用UV/可見光或近紅外光。對光敏感的聚合物囊泡的制備的基本概念是將一個發色團的疏水嵌段結構，其對光反應可以導致的構象或結構的變化，從親水/疏水平衡轉向囊泡結構的失穩。最常用的是液晶偶氮苯發色團(LC偶氮)。它的棒狀反式配置使其比它的順式的形式更穩定，而其順式異構體是彎曲的，并趨于破壞的混合物相結構。

例如，嵌段共聚物組成的側鏈偶氮苯聚甲基丙烯酸酯-b-聚(丙烯酸)(PAZOMA-b-PPA)，PAZOMA形成膜，PAA形成冠。通過改變UV和視光，得到膠束與囊泡之間的轉變。這些偶氮苯聚合物自組裝不能用光完全破壞或摧毀。變光或光性的原理可以擴展到許多聚合物。也就是說其他光活性物子可能摻入聚合物鏈實現可逆的親水/疏水性變化。

五、總結與展望

自組裝技術制備的聚合物囊泡近年來受到越來越多的科學關注。在本文中，提出了“智能”功能嵌段共聚物囊泡如那些對外界刺激引起結構變化的制備應用的最新進展，形態或控釋。在這個點上，我們對聚合物囊泡可以響應外部刺激，如溫度，pH值或氧化還原的變化。對這些材料的潛在應用進行了探索。這些納米結構的發展面臨的挑戰是現實世界的應用。

[1]孟鳳華,鐘志遠.刺激響應性聚合物囊泡用于控制性藥物釋放[J].蘇州市自然科學優秀學術論文匯編 (2008-2009),2010.

[2]王龍海,洪春雁.響應性支化聚合物的合成,組裝及其生物醫藥應用[J].高分子學報,2017,2(2):200-213.

邵洪志(1991.1-)，男，漢族，遼寧人，東北石油大學，碩士，研究方向：石油與天然氣工程。