丙烯酸-甲基丙烯酸三氟乙酯嵌段共聚物的微流控自组装及模拟EI北大核心CSCD

微流控是一种处理微量流体的新型技术,为纳米材料持续可控的自组装提供一个高通量平台。文中研究了丙烯酸-甲基丙烯酸三氟乙酯嵌段共聚物在同轴微流控装置中的自组装行为,利用COMSOL Multiphysics对微流控中两相液体的混合扩散进行了模拟。结合模拟分析重点探讨了外相流速和内外相总流速对共聚物胶束的粒径和形态的影响。结果表明,通过外相流速的改变可调节两相液体的混合效率进而影响共聚物自组装。随着外相流速的增加,共聚物胶束平均粒径变小,分布变宽,并从球形向其它形态开始转变。总流速的增加导致共聚物在微通道内滞留时间变短,使胶束粒径减小。     

基于微流控制备梯度共聚物/双金属纳米粒子复合胶束及双刺激响应性和催化性能

将油酸改性的Fe₃O₄磁性纳米粒子、丙烯酸和甲基丙烯酸三氟乙酯的梯度共聚物和硝酸银在同轴微流控装置内进行共组装,然后在微流控通道外经透析、还原得到梯度共聚物/磁性Fe₃O₄纳米粒子/银纳米粒子复合胶束。调节微流控的流速参数,研究内外相流体的流速比对复合胶束粒径及形貌的影响。以动态光散射仪、透射电镜等详细研究了复合胶束的温敏性,并探究了不同温度时复合胶束的催化性能;利用振动样品磁强计测试复合胶束的磁响应性。结果表明,提高内外相流速比会使复合胶束粒径增大。复合胶束表现出温敏性和磁响应性,升高温度会使复合胶束的粒径增大,外加磁场能使复合胶定向聚集并回收再利用。复合胶束可以用作硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的催化剂,温度对其表观催化反应速率常数的影响十分明显,并在循环使用3次后仍具有81.9%的催化效率。     

双亲性共聚物P(St-co-AA)在微通道中自组装研究

以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为共聚单体,通过普通自由基溶液聚合合成了双亲性无规共聚物P(St-coAA)。双亲性无规共聚物P(St-co-AA)溶液与沉淀剂水在Y型微通道中混合进行自组装。研究了不同因素对胶束形貌以及粒径的影响。用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布。结果表明溶液流速,微通道尺寸以及共聚物浓度对P(St-co-AA)自组装胶束的有一定影响。     

含氟梯度共聚物/银纳米粒子复合胶束的微流控制备及温敏性

首先通过微流控组装法制备丙烯酸-甲基丙烯酸三氟乙酯梯度共聚物/银离子复合胶束,然后通过硼氢化钠还原复合胶束上的银离子,最终得到梯度共聚物/银纳米粒子复合胶束(PAA-grad-TFEMA/Ag NPs复合胶束),其中银纳米粒子分布在复合胶束的亲水壳层.在确定PAA-grad-TFEMA自组装发生的临界含水量的基础上,结...     

星形两亲性嵌段共聚物的自组装及其药物控释行为研究

考察了星形两亲性嵌段共聚物-C(CH2OCOCH2- PS80-b-PDMA111)4在选择性溶剂中的自组装过程,通过DLS研究了嵌段共聚物组装成胶束的粒径及粒径分布,并采用TEM观察了胶束的形貌.研究了在不同的pH条件下,胶束粒径随温度的升高而变化的现象;以及胶束在去离子水及pH=10的缓冲溶液中对CLB的控制释放行为.结果发现:嵌段共聚物在选择性溶剂中可自组装成粒径均匀的球形聚集结构,粒径在406nm左右,粒径分布为0.113;在pH=10的缓冲溶液中,胶束浓度较小时,粒径随温度的升高而减小,而浓度较大时胶束粒径则会增加并发生胶束间的聚集直至沉淀析出;在去离子水中,胶束能够有效地加载药物并能延长药物的释放时间.     

具有油相隔离层的微流控法可控制备中空微纤维

利用具有油相隔离层的微流控法连续可控制备了海藻酸钙（CaAlg）中空微纤维。内外相流体通过微流控装置出口挤出,通过调整装置出口与凝固浴液面距离、外相流速和收集速度在油相隔离层中形成同轴射流,射流突破油水相界面进入凝固浴后交联形成CaAlg中空纤维。实验中,微流控装置出口与凝固浴液面的最优距离为2 mm,外相流速越大,收集速度越小,射流越稳定。在形成稳定射流的条件范围内,制备得到了结构均一的CaAlg中空纤维,通过调整内外相流速和收集速度可以精确调控中空纤维的直径。根据流动连续性方程建立了简单的分析模型用于中空纤维直径的预测,该模型给出了内相流速、外相流速、收集速度与纤维直径的显式关系,并根据实验数据验证了模型预测的准确性。     

含氟两亲接枝共聚物在水溶液中的聚集行为及流变特性

以含氟两亲接枝共聚物聚甲基丙烯酸六氟丁酯-g-聚乙二醇(PHFMA-g-PSPEG)为研究对象,通过透射电镜(TEM)和激光光散射粒度仪(PCS)研究了共聚物在水溶液中的聚集行为,采用旋转流变仪研究了体系的流变特性。讨论了共聚物浓度和共聚物中含氟链段含量对其在水溶液中的聚集行为及体系流变特性的影响。结果表明,含氟两亲接枝共聚物在水溶液中能自组装成核壳形胶束,随着共聚物浓度增加,胶束会聚集形成更大的聚集体。胶束溶液呈剪切变稀特征,随共聚物浓度增加,黏度增大。相同浓度下,溶液的黏度以及溶液中胶束的粒径和多分散性都随共聚物中含氟链段含量的增加而增加。     

荧光探针法研究PMMA-g-PEG的胶束化行为

由聚乙二醇大分子单体(MA-PEG)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在二甲基甲酰胺(DMF)中进行共聚反应,生成了以PEG为支链,PMMA为主链的接枝共聚物(PMMA-g-PEG)。增加MA-PEG大分子单体的用量,可使PMMA-g-PEG的数均分子量略为增大,分子量分布保持在1.7左右。核磁共振测定表明PMMA-g-PEG的结构明确。进而以芘(Py)为荧光探针,测定了PMMA-g-PEG的临界胶束浓度(CMC),并跟踪了Py从H2O/DMF混合介质中向胶束的增容过程。表明PMMA-g-PEG的CMC较低时,介质中的水含量对Py的增容有较大的影响。透射电子显微镜观察发现,由PMMA-g-PEG自组装形成的聚合物胶束形态为球形,粒径在180nm左右,在水中具有稳定的形态结构。     

速度流型对微混合器混合效果的影响

微流控芯片是“芯片实验室”发展的重点,微混合器是微流控芯片的重要作用形式,在微尺寸下获得高效混合是重要的研究方向．采用Fluent软件对T型管两液流混合过程进行了数值模拟,对三种典型速度流型,即抛物线型、塞状型和凹面型速度流型条件下的混合效果进行了比较分析、数值模拟和理论分析表明：流速以及流型对混合效果具有很大的影响,抛物线型的混合效果最好;利用泵驱动系统比电渗驱动系统更有利于混合．     

QC_(0.44)-g-PLA两亲性共聚物合成及自组装纳米胶束在疏水性药物水系载体中的应用

在绿色溶剂1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中,通过纤维素季铵盐的羟基与疏水单体乳酸(LA)之间的开环接枝聚合反应(ROP),在二甲氨基吡啶(DMAP)或1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)的催化作用下制备QC_(0.44)-g-PLA两亲性共聚物。利用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、热重分析、透射电镜、粒径分布和荧光光谱等技术对QC_(0.44)-g-PLA共聚物的结构、性能及自组装行为进行表征。透射电镜和粒径分布结果表明,QC_(0.44)-g-PLA共聚物在水溶液中可自组装成均一球形纳米胶束,其粒径为92~226 nm,疏水链段PLA的摩尔取代度(MS)为0.83~2.54,共聚物临界胶束浓度(CMC)为215~272μg/m L,胶束的粒径和CMC值均随MS的增加而降低。胶束表面电荷呈阳电性,并且对紫杉醇(PTX)和吴茱萸碱(EVO)的包封率随共聚物中PLA的MS值增加而增加,其最大包封率分别为69.7%和66.4%。     

温度敏感型两亲性嵌段聚合物的合成与表征

以二硫代苯甲酸(4-氰基戊酸)酯为链转移剂,苯乙烯为亲油单体,乙烯基己内酰胺为亲水性单体,通过RAFT技术合成了两亲性嵌段共聚物。由FT-IR、1H-NM R和13C-NM R确定了共聚物的结构,分子量及其分布通过GPC测定,分别为14600 g/m o l和1.21。粒度测定结果发现,两亲性共聚物可在水溶液中自组装成胶束,其粒径约为150 nm,TEM观察胶束呈球形,其尺寸证实了粒度测定结果。由胶束溶液在不同温度下的透光率证实了胶束的温度敏感性。通过在不同温度测定胶束粒径发现其随着温度的升高而增加,并且多分散指数也在增加,这是由胶束的凝聚造成的。     

叶酸受体靶向的聚乳酸共聚物胶束的制备及性质研究

叶酸偶联的羟脯氨酸-乳酸共聚物(PLLA-PHpr-FA)是一种新型的叶酸受体靶向生物降解聚合物,研究PLLA-PHpr-FA自组装形成胶束的能力及胶束的性质。临界胶束浓度(CMC)用芘荧光探针测定,结果表明,CMC很低并依赖于乳酸/羟脯氨酸的比例。透射电子显微镜(TEM)显示共聚物胶束呈现典型的核/壳结构。动态激光光散射(DLS)测定粒径及粒径分布结果显示,粒径受乳酸/羟脯氨酸比例和丙酮量调控,但粒子几乎不受稀释的影响。用紫外分光光度法测定胶束的载药量和包封率表明,共聚物胶束对疏水性药物的包载较好。因此,PLLA-PHpr-FA胶束可以作为肿瘤靶向的药物载体。     

基于β-聚苹果酸衍生物的两种聚合物胶束的制备

合成聚苹果酸苄基酯（PMLABz）和聚苹果酸（PMLA）,并以此为基础构建两种不同类型的聚合物胶束,通过合成PMLABz、PMLA、聚乙二醇-聚苹果酸-喜树碱-I（P1）和聚乙二醇-聚苹果酸-喜树碱-Ⅱ（P2）,动态透析法制备P1、P2胶束,并进行表征、筛选。为了进一步增强胶柬的细胞内摄作用和特定肿瘤细胞靶向性,用靶向分子叶酸修饰胶柬。结果表明,成功地制备出药物载体PMLABz、PMLA及共聚物P1、P2。P1是接枝共聚物,能够自组装成平均直径100nm星型胶束（载药量：11.2％,粒径：97．2±4．6nm,zeta电位：-18．5mV）;P2是嵌段共聚物．能够自组装成平均直径75nm的平头型胶束（载药量：20．5％,粒径：76．4±3．8nm,zeta电位：-16．4mv）：P1、P2胶柬形态圆整,粒径均匀,因此,P1、P2胶束是一种潜在的自组装给药体系。     

核-壳-冠结构两亲性环状刷形共聚物的合成及自组装

采用原子转移自由基聚合、开环聚合和酯化反应合成了一系列核-壳-冠结构两亲性环状刷形共聚物——聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯-graft-(聚己内酯-block-聚寡聚(乙二醇甲基丙烯酸酯)))(P(HEMA-g-PCL₁₈-POEGMA)₅₀)。通过核磁和凝胶渗透色谱对聚合物的组成进行了分析。通过动态光散射得出共聚物自组装胶束的粒径为33～43 nm,说明聚合物为纳米结构;通过荧光光谱测试了共聚物自组装胶束的临界聚集浓度,得出POEGMA的聚合度为30时,其在水中稳定性最好;通过透射电镜观察得出共聚物自组装胶束为分散性较好的球形结构纳米粒子;通过共聚物对体外抗癌药物阿霉素(DOX)的负载与释药实验,得出其载药率为4.60%,在还原剂二硫苏糖醇(DTT)条件下培养72 h后的DOX累积释放量与无DTT相当,说明共聚物结构不受DTT影响而保持稳定。     

理论研究两亲性三嵌段共聚物在稀溶液中的微相结构

在此前本实验室工作的基础上借助采用实空间高分子自洽平均场理论在三维空间里研究了稀溶液中两亲性三嵌段共聚物的微相结构,模拟得到复杂形态的胶束结构,如球形胶束,棒状胶束,碗状胶束。通过改变分子作用参数的值依次观察到球状相,柱状相,碗状相。通过热力学分析表明,选择合适的分子作用参数,在稀溶液中不同胶束形态的形成强烈依赖于分子作用参数。通过模拟得到的结果可以发现不同形态相结构的形成对分子作用参数的变化的依赖。     

温敏性嵌段共聚物的可逆加成-断裂链转移法合成及胶束性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与丙烯酸丁酯(BA)为聚合单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,三硫代酯(TTC)为链转移试剂制成一系列的温敏性PBA-b-PNIPAM-b-PBA三嵌段共聚物。采用核磁共振表征了共聚物的结构;并采用表面张力仪、分光光度计和动态光散射方法研究了自组装所得胶束的形态和温敏特性,其中所有嵌段聚合物的临界胶束浓度(CMC)均小于1.6×10-3mg/mL,嵌段共聚物具有表面活性;嵌段共聚物具有显著的温敏性,随BA/NIPAM质量比增加其低临界溶解温度(LCST)越低;升高温度胶束粒径先减小后增大,在LCST时有最小值。     

温敏性嵌段共聚物的可逆加成-断裂链转移法合成及胶束性能EI北大核心CSCD

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与丙烯酸丁酯(BA)为聚合单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,三硫代酯(TTC)为链转移试剂制成一系列的温敏性PBA-b-PNIPAM-b-PBA三嵌段共聚物。采用核磁共振表征了共聚物的结构;并采用表面张力仪、分光光度计和动态光散射方法研究了自组装所得胶束的形态和温敏特性,其中所有嵌段聚合物的临界胶束浓度(CMC)均小于1.6×10-3mg/mL,嵌段共聚物具有表面活性;嵌段共聚物具有显著的温敏性,随BA/NIPAM质量比增加其低临界溶解温度(LCST)越低;升高温度胶束粒径先减小后增大,在LCST时有最小值。     

PtBA嵌段长度对PEO-b-PtBA-b-PS三嵌段共聚物溶液分级自组装行为的影响

通过原子转移自由基聚合法合成了三嵌段共聚物聚环氧乙烷-b-聚丙烯酸叔丁酯-b-聚苯乙烯[PEO45-bPtBAx-b-PSy(x=35、100;y≈140)]。通过体积排斥色谱法和核磁测试对嵌段共聚物化学结构和分子量及分子量分布进行了表征。结果表明:各共聚物结构明确,分子量分布较窄;采用两步分级自组装方法对所得样品进行了溶液自组装行为研究。通过透射电镜对嵌段共聚物自组装形成的胶束的形貌、尺寸进行了表征。结果表明:通过溶剂条件的改变,成功诱导球形胶束形成了二级组装体。改变PtBA段长度使得嵌段共聚物自组装聚集体由球形胶束转变为直径分布均匀,长度在500nm以内的占多数的胶束串。     

表面活性剂浓度对乳胶基质平均粒径的影响和机理分析

乳胶基质内相液滴的平均粒径大小直接反映了可燃剂和氧化剂的混合均匀程度,是影响乳化炸药爆炸性能和稳定性能的重要因素。主要研究了油相中表面活性剂浓度对乳胶基质内相液滴平均粒径的影响。使用5种含有不同表面活性剂浓度的外相材料制备乳胶基质,并且使用激光粒度仪测试了所有样品的平均粒径。实验结果表明:油相材料中表面活性剂的浓度越大,则制备出的乳胶基质平均粒径越小。然后通过表面张力的理论分析和外相动力粘度的实验测试,进而分析出增加表面活性剂降低乳胶基质的平均粒径的机理:表面活性剂的增加导致了外相材料的动力粘度的增大,进而使乳胶基质平均粒径变小,和表面张力无关。     

单硫键聚乳酸/聚乙二醇共聚物胶束的制备及超声响应行为

以二环己基碳二亚胺为脱水剂,4-二甲氨基吡啶为催化剂,合成了含有中心硫醚键聚乳酸/聚乙二醇嵌段共聚物(PEG-S-PLA)。动态光散射和扫描电子显微镜结果表明此嵌段共聚物能自组装形成纳米球形胶束,并且可在高强度聚焦超声刺激下导致自组装结构破坏,通过粒径和形貌变化证实了结构的破坏。进一步用紫外吸收光谱研究高强度聚焦超声控制释放行为,结果表明,此新型刺激响应胶束体系对疏水药物的控制释放具有重要意义。