聚肽螺旋纳米弯棒的制备与形成机理

通过五元环酸酐(NCA)开环聚合的方法成功合成了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG)聚肽均聚物和聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)聚肽嵌段共聚物,并通过酸解脱苄基及与肉桂醇的酯化反应对PBLG-b-PEG嵌段共聚物改性,制备了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯-co-肉桂基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(P(BLG/CLG)-b-PEG)改性嵌段共聚物,其聚肽侧链上修饰了可光交联的肉桂酰氧基,其C=C双键在紫外光照射下能发生环加成反应交联聚肽链段。采用四氢呋喃-N,N-二甲基甲酰胺(THF-DMF)有机共溶剂溶解、选择性溶剂(水)沉淀的自组装方法制备了PBLG纳米棒;然后向纳米棒水溶液中加入THF溶剂诱导纳米棒弯曲,制备了纳米弯棒。通过THF的加入量可以调控纳米棒的弯曲程度。利用类似的方法,通过PBLG与PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG共组装制备了螺旋纳米棒(其中PBLG均聚物形成棒状内核、PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG形成表面纳米螺纹),然后向螺旋纳米棒水溶液中加入THF溶剂,但是仅得到了光滑纳米弯棒(表面螺纹消失)。对PBLG/P(BLG/CLG)-b-PEG螺旋纳米棒进行紫外照射,交联CLG链段来固定螺纹外壳,然后加入THF溶剂,制备了螺旋纳米弯棒,P(BLG/CLG)-b-PEG链段交联能够保持纳米棒表面的螺纹结构,同时对纳米棒的弯曲过程影响不显著。稳定测试表明,PBLG纳米弯棒和交联的PBLG/P(BLG/CLG)-b-PEG螺旋纳米弯棒在水溶液中保持形貌稳定。采用圆二色谱表征PBLG侧基苯环的有序排列状态,结果表明,加入THF溶剂后PBLG侧链苯环的收缩,是诱导纳米棒弯曲的驱动力。