温度敏感性PNIPAAm-b-PAla材料的制备、性能及药物控释应用研究

摘要

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶是一种温度敏感性凝胶，能对环境的温度变化产生响应。当其水溶液温度低于33℃时，PNIPAAm可以充分溶解于水中，温度超过33℃时，其分子链由亲水向疏水转变，分子间相互聚集发生沉淀。基于这种温度敏感特性，PNIPAAm凝胶已经被应用到了许多领域，特别是在药物释放系统方面有着重要的应用价值。本文将链状的PNIPAAm末端用疏水性聚(L-丙氨酸)均聚物进行改性，合成出具有温敏特性的两亲嵌段共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-b-聚(L-丙氨酸)(PNIPAAm-b-PAla)，对其组成和结构，水凝胶的形态、性能等进行了研究，主要工作如下：
　　 1、采用巯基化合物链转移技术，通过自由基聚合的方式制备了均聚物PNIPAAm-NH2。讨论了不同浓度的链转移剂、引发剂对均聚物分子量的影响。采用“三光气”法制备出L-丙氨酸环内酸酐(L-Ala-NCA)，并通过L-Ala-NCA开环聚合法、调节L-Ala-NCA的摩尔量制备出具有不同PAla链长的共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-b-(聚L-丙氨酸)。
　　 2、利用傅里叶红外光谱红外、核磁共振和透射电镜等表征手段，证明共聚物PNIPAAm-b-PAla的形成。共聚物水凝胶中可以形成较为均匀的“核-壳”结构。采用紫外-可见光谱和差示扫描量热(DSC)测定了PNIPAAm-b-PAla水凝胶的LCST，研究聚(L-丙氨酸)链段长短对共聚物LCST的影响。共聚物的LCST随聚(L-丙氨酸)链的增长而有轻微的降低，但是与均聚物PNIPAAm-NH2相比LCST几乎不变。激光粒度分析仪检测发现共聚物粒径大小比由透射电镜方法测得的粒径稍大，且温度升高共聚物胶束的粒径增大。这是因为温度超过其LCST时，共聚物凝胶发生体积相转变，疏水性的链段在水溶液中聚集，粒径增大。用紫外可见分光光度计检测水凝胶在温度为20℃和37℃交替刺激下的吸光度变化，发现其吸光度呈现可逆性变化，表明PNIPAAm-b-PAla水凝胶体积相转变具有可逆性。
　　 3、采用制备的共聚物作为药物载体研究了阿霉素在该载药体系中的控释行为。结果表明PNIPAAm-b-PAla作为药物载体能延长药物释放的时间，而且可通过温度来控制药物的释放量，释放行为随温度震荡呈现“快/慢”的响应特性。总之，PNIPAAm-b-PAla共聚物可以作为有效的药物载体对药物进行控制和释放。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1文献综述

1.2两亲性嵌段共聚物的合成与应用

1.2.1两亲性嵌段共聚物的合成方法

1.2.2两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装

1.2.3两亲性嵌段共聚物在药物控释方面的应用

1.3智能水凝胶

1.3.1智能水凝胶的制备方法

1.3.2智能凝胶的分类

1.3.3聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)类水凝胶

1.4聚氨基酸

1.5课题的目的及意义

1.5.1研究的目的和科学依据

1.5.2本课题的研究内容

第二章实验部分

2.1主要药品与实验仪器

2.2原料和试剂的纯化

2.3实验内容

2.3.1带氨基的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm-NH2)的合成

2.3.2 L-丙氨酸环内酸酐的制备

2.3.3双嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla的制备

2.3.4嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla水凝胶的制备

2.4结构表征

2.4.1分子量测定

2.4.2红外光谱分析

2.4.3核磁分析

2.4.4透射电子显微镜

2.4.5粒度分析

2.5性能测试

2.5.1低临界溶液温度(LCST)的测定

2.5.2温度脉冲变化响应测试

2.5.3共聚物／阿霉素凝胶缓释微球体外释放测试

第三章结果与讨论

3.1均聚物PNIPAAm-NH2的制备与表征

3.1.1均聚物PNIPAAm-NH2的制备

3.1.2均聚物PNIPAAm-NH2的红外光谱分析

3.1.3均聚物PNIPAAm-NH2的分子量及分子量分布

3.2 L-丙氨酸环内酸酐(L-Ala-NCA)的制备与表征

3.2.1 L-丙氨酸环内酸酐(L-Ala-NCA)的制备

3.2.2 L-丙氨酸环内酸酐(L-Ala-NCA)的红外光谱分析

3.3嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla的合成与表征

3.3.1嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla的合成

3.3.2具有不同PAla链长的共聚物的制备

3.3.3嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla的红外光谱分析

3.3.4嵌段共聚物PNIPAAm-b-PAla的核磁共振谱图分析

3.4 PNIPAAm-b-PAla的聚合物水凝胶的形态与表征

3.4.1聚合物水凝胶的透射电镜(TEM)表征

3.4.2聚合物水凝胶的粒径及其分布

3.4.3温度敏感性表征

3.5性能测定

3.5.1 LCST的测定

3.5.2温度脉冲响应测试

3.6阿霉素凝胶微球的制备及体外释放研究

3.6.1阿霉素缓释凝胶的制备

3.6.2测定波长的选择

3.6.3阿霉素标准曲线的确定

3.6.4阿霉素溶液稳定性测试结果

3.6.5 PNIPAAm-b-PAla嵌段共聚物包裹阿霉素的负载量测定

3.6.6阿霉素的体外释放

第四章结论

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文