聚合物囊泡的智能响应行为

邵洪志

(东北石油大学 黑龙江 大庆 163318)

聚合物囊泡的智能响应行为

邵洪志

(东北石油大学 黑龙江 大庆 163318)

本文综述了聚合物囊泡的响应外部刺激的行为。我们分析了聚合物智能囊泡的刺激反应，除了对传统的刺激，如pH、温度、氧化/还原，光的敏感性。通过对分析不同刺激下聚合物智能囊泡的反应，从而对聚合物囊泡的应用有指导作用。

聚合物囊泡；智能；刺激响应

一、囊泡PH响应

PH被认为是控制纳米膜释放[1]和封装最重要的影响因素，一个聚合物的pH响应性是通过质子化和去质子化循环得到在弱酸性和/或多元弱酸在嵌段共聚物在不同pH值，或pH诱导改变。嵌段共聚物和多肽嵌段共聚物已被用来做pH响应共聚物。

2005年杜和Armes不同PH下的可调渗透率膜。囊泡是由聚(环氧乙烷)-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)]在氧杂环戊烷/水混合物。在室温甲醇中通过原子转移自由基聚合的方法(ATRP)合成了两亲共聚物。疏水性的P(DEA-s-TMSPMA)嵌段形成的囊泡膜，随后可在水溶液中交联通过膜上TMSPMA原位溶胶-凝胶反应。PDEA单元由于pH响应被嵌入到膜上。在低pH时。PDEA质子化变的亲水，那将在膜上产生滴漏点。结果是膜上的门打开，渗透率增加。相反，如果PH增加，PDEA去质子化和变的疏水，那将密封膜上的滴漏点。结果是膜上的门逐渐闭合，渗透率降低。

因此，门的大小能通过PH适当的调节。这将导致渗透率和控制释放和密封。在这项工作中的一个关键进展是通过膜上溶胶-凝胶化学交联。这能保证囊泡的形状，但膜的渗透率能通过改变溶液pH值来改变。

二、囊泡温度响应

在温度的改变情况下，共聚物中一部分的疏水或亲水基团改变。N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)是温感单体，它的共聚物有较低的临界溶液温度。较低的临界温度是由于聚合物分子量，末端基，嵌段共聚物的整体结构。(NIPAM)在32℃临界温度下溶解，32℃以上不溶解。因此，有(NIPAM)的两亲嵌段共聚物通过改变温度在纯水中得到聚泡和其他形状。

例如，2006年，聚[N-(3-氨基丙基)-甲基丙烯酰胺盐酸盐]- b-PNIPAM(PAMPA-b-PNIPAM)，通过可逆加成断裂链转移聚合得到。当低于临界温度时聚合物溶解。当高于临界温度时，囊泡可被PAMPA与聚(丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠)(PAMPS)的交联反应结构封锁。这个离子交联是可逆的，因此可被用来提供稳定的传输应用，也允许促进快速移除或降解囊泡。

三、囊泡氧化还原响应

在纯水中制备PEO-b-PPS-b-PEO三嵌段共聚物以防止在氧化环境中膨胀。PPS代表聚(丙烯硫化物)。环硫阴离子聚合合成共聚物。疏水性PPS被转换成亲水性聚(丙烯亚砜)和聚(丙烯砜)暴露于氧化环境，如H2 O2中。这破坏了的囊泡膜，导致分子溶解氧化共聚物，利用浊度测量证实。在这项工作中十小时的氧化后聚合物囊泡(在水溶液中的高浊度)解离成聚合物链(几乎为零的浊度)。这些氧化反应的囊泡可能作为药物载体的纳米容器。

四、囊泡光感响应

聚合物囊泡解离可以可逆地和不可逆地，用UV/可见光或近红外光。对光敏感的聚合物囊泡的制备的基本概念是将一个发色团的疏水嵌段结构，其对光反应可以导致的构象或结构的变化，从亲水/疏水平衡转向囊泡结构的失稳。最常用的是液晶偶氮苯发色团(LC偶氮)。它的棒状反式配置使其比它的顺式的形式更稳定，而其顺式异构体是弯曲的，并趋于破坏的混合物相结构。

例如，嵌段共聚物组成的侧链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。通过改变UV和视光，得到胶束与囊泡之间的转变。这些偶氮苯聚合物自组装不能用光完全破坏或摧毁。变光或光性的原理可以扩展到许多聚合物。也就是说其他光活性物子可能掺入聚合物链实现可逆的亲水/疏水性变化。

五、总结与展望

自组装技术制备的聚合物囊泡近年来受到越来越多的科学关注。在本文中，提出了“智能”功能嵌段共聚物囊泡如那些对外界刺激引起结构变化的制备应用的最新进展，形态或控释。在这个点上，我们对聚合物囊泡可以响应外部刺激，如温度，pH值或氧化还原的变化。对这些材料的潜在应用进行了探索。这些纳米结构的发展面临的挑战是现实世界的应用。

[1]孟凤华,钟志远.刺激响应性聚合物囊泡用于控制性药物释放[J].苏州市自然科学优秀学术论文汇编 (2008-2009),2010.

[2]王龙海,洪春雁.响应性支化聚合物的合成,组装及其生物医药应用[J].高分子学报,2017,2(2):200-213.

邵洪志(1991.1-)，男，汉族，辽宁人，东北石油大学，硕士，研究方向：石油与天然气工程。