温敏型水凝胶聚(N-异丙基丙烯酰胺-乙烯基吡咯烷酮)的前端聚合法制备及性能

采用前端聚合法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-乙烯基吡咯烷酮)(P(NIPAM-co-NVP))温敏型共聚智能水凝胶;研究了N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)用量对前端聚合过程及智能水凝胶结构、性能的影响,并对水凝胶在不同温度的药物控制释放行为进行了研究。结果表明,聚合前端移动速率随NVP用量增多而加快;共聚物具有热缩温敏性,随着原料中NVP相对用量从0%增至10%(摩尔分数),共聚产物的临界转变温度从32℃升高到37℃;产物是理想的药物缓释材料。

含纳米金聚乙烯基吡咯烷酮/聚(N-异丙基丙烯酰胺)智能杂化微凝胶的合成

以无皂乳液聚合法合成了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。首先,选用乙烯基吡咯烷酮(NVP)作为单体,交联剂与引发剂分别选用了二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和偶氮二异丁脒盐酸盐(V50),成功合成出PVP种子。再将PVP种子与氯金酸溶液(HAu Cl_(4))混合形成载金微凝胶。最后在合成PVP/PNIPAM载金杂化微凝胶的步骤中,第二单体选用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),交联剂与引发剂则分别使用了N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)与过硫酸钾(KPS),最终成功合成了含纳米金的PVP/PNIAPM智能杂化微凝胶。我们对最终产物使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)等手段来进行详细表征,证明合成出的杂化凝胶中同时存在PVP、PNIPAM与纳米金3种成分。该微凝胶粒子为较均匀的球形,干燥尺寸约为300nm,具有良好的分散稳定性。最终合成的杂化微凝胶存在着非常明显的温度敏感性,其VPTT大约为36.7℃。

改性聚(N-异丙基丙烯酰胺)的合成及其温敏特性

实验以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在过硫酸钾-亚硫酸氢钠氧化还原体系作用下,进行自由基水溶液共聚合,制备了一系列不同分子主链结构和不同交联度的具有温敏特性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。通过改变两单体摩尔比以获得不同亲水性的凝胶,考察了交联剂用量对水凝胶的性能的影响。并通过红外光谱对共聚物进行了结构确认,考察了其温敏特性。结果表明,随N-乙烯基吡咯烷酮单体比例的增加,水凝胶表现出更高的吸水膨胀率,单体配比为n(NIPAM):n(NVP)=8.3:1.7时,在30℃最高吸水膨胀率可达108.4,且表现出更高的温度敏感特性,同时,其相转变温度也有所提高;随交联剂用量的增加,凝胶的吸水膨胀率显著下降,单体配比为n(NIPAM):n(NVP)=8.5:1.5,交联剂用量从0.4%增至0.7%时,其吸水膨胀率由160.8降至33.2;N-乙烯吡咯烷酮的引入,显著提高了凝胶对温度的响应速度。

聚苯乙烯微球表面温敏性毛发特性研究

针对通过乳液种子半连续聚合法制得的表面带毛发状温敏性高分子刷单分散聚苯乙烯微球,研究不同接枝配方和工艺所导致的壳层不同高分子刷结构的温敏特性,并考察介质环境pH值和离子强度的影响.结果表明,纯PNIPA刷的相变温度在29 ℃～33 ℃之间,通过共聚所得的单一P(NIPA-co-AA)或P(NIPA-co-NVP)刷均使相转变温度提高,转变区域拓宽,当亲水性共单体的量过多时会导致相变过程不明显.微球表面同时存在PNIPA和P(NIPA-co-AA)两种高分子刷杂混时,会出现两个相变区域.而表面同时存在PAA和PNIPA两种纯高分子刷混合时,其相变过程不明显,且呈现奇异的震荡现象.此外,体系pH值较大时,有利于刷的舒展,表现出高的溶胀倍率,而离子强度增大则使刷的相变程度减弱,相变温度也发生偏移.

利用NVP组分调控亲水增强型温敏性PNIPAAm共聚物

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)是目前在生物医药领域研究和应用最为广泛的一种温敏性聚合物。但PNIPAAm均聚物的温敏性能相对单一,且由其构建的终产物难以在较宽温度范围内通过改变温度发生整体体积或表面润湿性能转变,因此限制了其应用范围。为了扩展PNIPAAm的应用领域,设计可以调控特别是提升PNIPAAm基材最低临界溶液温度(LCST)的温敏性聚合物十分必要。鉴于此,本研究将亲水性N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)引入温敏性聚合物分子骨架,同时利用共聚物的反应基团将P(NIPAAm-co-NVP)共聚物聚合接枝于铂片表面从而形成共聚物膜。衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)的鉴定结果表明各单体间的共聚反应均按预定方案进行,且可显著提升NVP在聚合过程的参与率;动态光散射(DLS)和静态接触角数据、扫描电子显微镜(SEM)图像均证明可以利用NVP组分提升P(NIPAAm-co-NVP)共聚物的LCST,从而获得亲水增强型的温敏性共聚物膜,该膜可用于药物控制释放和非侵害性细胞收获等。

SDBS对水溶液中P(NIPAM-co-NVP)分子链聚集的影响

利用弹性光散射(ELS)研究阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对水溶液中P(NIPAM-co-NVP)共聚物分子链聚集的影响。通过对比光强度的变化,来检测SDBS产生的作用。分析得出添加SDBS后最大散射波长位于共聚物和SDBS的最大散射波长之间,且分子链聚集和解聚的温度都升高,而达到平衡后的最大散射强度降低。这些现象的出现说明SDBS与共聚物发生作用,影响共聚物分子链的聚集行为。

嵌段共聚温敏亲和色谱固定相的制备及其对抗体的分离纯化

抗体药物在癌症治疗和免疫诊断中起着重要作用,但抗体的分离纯化通常采用酸性洗脱,易导致抗体聚集失活等问题。本研究以硅胶为基质,以温敏嵌段聚合物聚[(N-异丙基丙烯酰胺)-b-4-乙烯基吡啶](P[NIPAM-b-4VP])为间隔臂,以4-巯基乙基吡啶(MEP)为配基,制备了一种嵌段共聚温敏亲和色谱固定相SiO_(2)-P[NIPAM-b-4VP]-MEP,并以牛血清白蛋白(BSA)和γ-球蛋白为模型蛋白,对制备的温敏亲和色谱固定相的色谱性能进行了表征。分别考察了流动相盐浓度和温度对二者分离性能的影响。结果表明,在40℃时该固定相只选择性保留γ-球蛋白,而不保留BSA;在5℃时采用含0.6 mol/L NaCl的Tris-HCl(pH 8.0)缓冲溶液进行洗脱,γ-球蛋白的质量回收率为92.7%。该固定相对γ-球蛋白的吸附量为(71.5±2.1)mg/g(n=3),是传统温敏亲和色谱固定相SiO_(2)-PNIPAM-MEP的2倍。将该固定相用于人血清中IgG的分离纯化,仅通过改变流动相温度和盐浓度即可一步实现对抗体的分离纯化,纯度大于97.4%±0.7%。上述结果表明该温敏亲和色谱固定相不仅对抗体具有特异的选择性,而且洗脱条件温和,绿色环保,从根本上解决了传统亲和色谱采用酸性洗脱易使抗体蛋白变性失活的难题。该技术在抗体药物的分离纯化和工业生产中具有重要的应用价值。

P(NIPA-co-NVP)温敏凝胶微粒的相变性能与药物释放

采用N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,氧化-还原试剂引发,通过反相悬浮共聚制备热缩温敏水凝胶微粒;研究了共聚单体配比及交联剂用量对凝胶温敏性能和溶胀性能的影响,并利用其温敏性以水杨酸为模型药物进行了药物吸附-释放实验。实验发现:NVP单体的加入使共聚凝胶的体积相变温度和平衡溶胀率都明显升高,药物吸附率增加,而溶胀-退溶胀的响应速度及水保留率降低,释药率降低。

P(NIPAM-NVP)温敏凝胶膜的制备及其性质研究

制备了N-乙烯基吡咯烷酮(NIPAM)改性的聚异丙基丙烯酰胺凝胶膜,分别研究了NIPAM和交联率对凝胶的平衡含水率和扩散行为的影响。结果表明:NIPAM的加入以及凝胶交联率的降低,皆可导致凝胶平衡含水率的提高。水分子在凝胶中的扩散行为属非Fick扩散,并且随着NIPAM的加入以及凝胶交联率的降低,扩散特征指数和扩散系数增加。

温敏型水凝胶的制备及溶胀特性

采用N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过化学交联的方法在水溶液中制备出P(NIPA-co-NVP)共聚物水凝胶。分别探讨了单体配比、交联剂用量等实验条件对水凝胶的温敏特性和溶胀性能的影响。利用傅里叶红外(FT-IR)对共聚物水凝胶的结构进行了表征。通过实验可知:当交联剂BIS和引发剂KPS分别为单体用量的5%和0.8%,制备的水凝胶具有较高的转化率、较好的机械强度和共聚性质。共聚物水凝胶中NVP含量越高,溶胀率越大,升温时溶胀率下降程度越大,自然条件下脱水速率越快;BIS用量越大,溶胀率越小,保水率越高,需要更长时间达到溶胀平衡。

P(NIPAM-co-NVP)共聚物分子链水溶液中的可逆聚集研究

用溶液聚合方法合成了线型聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物,通过弹性光散射(elastic light scattering,ELS)、荧光光谱与动态光散射研究了共聚物水溶液分子链可逆聚集的温度和时间依赖性.研究表明,升温时,ELS强度增加,分子链聚集;降温时,ELS强度降低,聚集的分子链解离.荧光光谱研究表明,分子链在升温时发生了疏水缔合相互作用,从而使得分子链聚集体荧光强度增加,降温时分子链发生解离,使荧光强度减弱.动态光散射测得升温时聚合物的平均流体力学半径在最低临界溶解温度(LCST)时急剧增大,而后减小,降温过程的变化与升温相反.此外,从弹性光散射容易得出,共聚物因含有亲水性NVP而使其LCST高于PNIPAM均聚物.可见,通过弹性光散射、荧光光谱和动态光散射得到的共聚物分子链在水溶液中的可逆聚集行为是一致的.