壳聚糖/PHB-PEG嵌段共聚物微纳米粒子的制备与表征

摘要

壳聚糖(CS)是一种碱性多糖，其广泛存在于生物界中，具有优良的生物相容性、生物可降解性、无毒性，被广泛应用于食品、制药、药物载体、口服给药等生物材料领域。聚β-丁内酯(PHB)作为一种天然高分子聚合物，由微生物在不平衡生长条件下产生并储存于细胞内，其可以从微生物中提取出来，也可以通过不同的化学方法合成，具有较好的生物相容性、生物可降解性，可应用于药物载体和组织工程领域。聚乙二醇（mPEG或PEG）具有亲水性、生物相容性等特点，这使得其在生物医药领域有着广泛的应用。但是上述三种物质本身也存在着一些缺陷，比如CS在人体的pH环境下，水溶性很低，生物相容性低等;PHB的疏水性使得其在人体的水环境中不能得到有效的应用。这就需要对上述物质做一系列的改性以满足人们的需要。
　　在本研究中，首先通过萘钾-冠醚引发体系合成了PHB，并研究了其分子量与反应时间的关系，发现在0.5h到9.5h的范围内，分子量与反应时间呈现线性关系。在萘钾-冠醚引发体系的基础上，制备了聚乙二醇钾大分子引发剂，借此引发β-丁内酯的开环聚合，制备了两亲性嵌段共聚物mPEG-PHB以及PHB-PEG-PHB，通过FTIR、NMR、GPC、DSC等测试对共聚物的结构进行表征，并通过SEM、TEM、DLS对共聚物的纳米粒子进行表征。
　　通过1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的偶联作用制备了壳聚糖-g-PHB-mPEG以及壳聚糖/PHB-PEG-PHB共聚物，并通过FTIR和TG对其进行表征，研究了共聚物的结构和热性能。通过改性可以在壳聚糖分子链上同时连接亲水(mPEG或PEG)和疏水(PHB)两种链段。
　　最后通过两亲性聚合物的大分子自组装技术制备了壳聚糖基共聚物的微纳米粒子，并通过SEM、DLS测试进行表征。结果发现，壳聚糖-g-PHB-mPEG基共聚物微纳米粒子的形态和尺寸更加符合药物载体方面的应用要求。降低共聚物的初始浓度、降低微纳米粒子的最终浓度、透析、超声振荡等方法都有利于制备理想的可用于药物载体方面的微纳米粒子。直接透析法所制备的CS-g-PHB-mPEG共聚物的微纳米粒子形态和尺寸相对较好，可以控制微纳米粒子的尺寸在100nm左右，但是微纳米粒子之间的粘连现象比较明显。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 壳聚糖

1．1．1 壳聚糖简介

1．1．2 壳聚糖的接枝共聚及其应用

1．1．3 壳聚糖基纳米粒子的离子凝胶法制备

1．2 PHB与聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物

1．3 两亲性聚合物的分子自组装

1．3．1 聚合物结构、组成、分子量控制的分子自组装

1．3．2 结晶诱导的分子自组装

1．3．3 交联控制的分子自组装

1．3．4 智能型分子自组装

1．4 选题背景

第二章 PHB均聚物及其与PEG的嵌段共聚物的合成与表征

2．1 引言

2．2 实验原料

2．3 PHB的合成

2．3．1 萘钾-冠醚的四氢呋喃溶液的配制

2．3．2 PHB的合成

2．4 mPEG-PHB的合成

2．4．1 萘钾-冠醚的四氢呋喃溶液的配制

2．4．2 聚乙二醇甲醚-钾盐的配制

2．4．3 mPEG-PHB的合成

2．5 PHB-PEG-PHB的合成

2．6 共聚物纳米粒子的制备

2．7 分析与表征

2．8 结果与讨论

2．8．1 PHB的合成

2．8．2 mPEG-PHB的合成

2．8．3 PHB-PEG-PHB的合成

2．9 小结

第三章 壳聚糖基共聚物的制备与表征

3．1 前言

3．2 实验原料

3．3 实验原理

3．4 实验部分

3．4．1 嵌段共聚物-异氰酸酯(mPEG-PHB-NCO、NCO-PHB-PEG-PHB-NCO)的合成

3．4．2 壳聚糖与十二烷基磺酸钠的复合物(CS-SDS)的制备

3．4．3 CS-g-PHB-mPEG、CS／PHB-PEG-PHB的制备

3．4．4 分析测试

3．5 结果与讨论

3．5．1 CS-SDS的表征

3．5．2 壳聚糖-g-PHB-mPEG的制备

3．5．3 壳聚糖／PHB-PEG-PHB(CS／PHB-PEG-PHB)的制备

3．6 小结

第四章 壳聚糖基共聚物微纳米粒子的制备

4．1 引言

4．2 实验原料

4．3 实验部分

4．3．1 壳聚糖基共聚物微纳米粒子的制备

4．3．2 分析测试

4．4 结果与讨论

4．4．1 壳聚糖-g-PHB-mPEG微纳米粒子的表征

4．4．2 壳聚糖／PHB-PEG-PHB微纳米粒子的表征

4．5 小结

结论

参考文献

致谢

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