金沙电玩城技巧
(86)631-5582236

晨源新闻

您现在的位置: 首页>行业动态

“类聚合”的囊泡多级自组装研究

返回列表页
“类聚合”的囊泡多级自组装研究    |    2017-08-22  |   
    浏览量:520 | 
       | 

经过几十年的研究,分子自组装已经取得了重大的成果。通过分子自组装,已经制备了许多复杂的超分子结构,它们的尺寸可以从微观到宏观;它们的形貌更是多种多样,包括胶束,囊泡,管,棒,纤维或者膜等。然而这些形貌各异的组装体绝大多数都是由两亲性分子通过分子间的相互作用(如π-π堆积、氢键、静电作用、疏水作用、库伦力等)驱动的初级自组装得到的;常见的两亲性分子包括脂质体,小分子表面活性剂,线形嵌段聚合物和树形嵌段共聚物等。然而,自然界中许多超分子实体(特别是存在于生物系统中)都是通过多级组装形成的。例如,胶原蛋白或者烟草花叶病毒的多级组装过程,染色体的形成过程,脊椎动物牙釉质的形成过程等。此外,许多多级组装的过程也存在于一些简单的细胞或组织里。与自然界相比,目前报道的化学多级组装研究还十分有限。因此,为了推动化学组装的发展,我们应该向自然界学习,从初级自组装向多级自组装研究方向发展。

多级自组装的难点在于控制分子间的相互作用力,主要在空间(结构)和时间(动力学)两方面进行控制。生物分子(如蛋白质或 DNA)具有独特的性质,可以进行高效且专一的分子间识别,进而形成多级组装体。例如,通过碱基对之间的多重氢键作用,可以通过程序控制得到基于DNA的许多复杂的超分子结构。然而,对于人工合成的聚合物分子,分子间的非共价键作用力通常是各向同性的,同时没有专一性。因此,由它们初级自组装得到的组装体也是各向同性的软材料。由于它们之间的相互作用力无法控制,这些组装体难以进行下一阶段的组装,无法得到高级的组装体。因此,聚合物分子自组装受限于初级自组装。只有少数文献报道了关于两亲性聚合物分子的多级组装的方法。显然,推动聚合物多级组装研究的重点在于如何将识别的功能基团选择性地修饰到聚合物组装体上。

自然界中,由于细胞膜上的蛋白质具有高效性和专一性,细胞可以进行多种细胞行为,如细胞融合,分裂,出芽等。而与这些蛋白质息息相关的是细胞膜表面的脂筏。脂筏(lipid raft)是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域(microdomain)。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链,分子间的作用力较强,因此这些区域结构致密,介于无序液体与液晶之间,称为有序液体(Liquid-ordered)。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,与膜的信号传导、蛋白质筛选均有密切的关系。脂筏可以在细胞膜表面形成一个个的微区,使得细胞膜表面具有不同的性质。受细胞膜脂筏结构的启发,周永丰等人设想通过可控的微相分离在囊泡膜表面上构筑不同的微区,从而制备各向异性的聚合物囊泡。

通过阳离子开环聚合的“一壶两步”法,合成了具有疏水的超支化HBPO核和亲水的PEO臂的两亲性超支化多臂共聚物HBPO-star-PEO。通过原子转移自由基聚合,制备了具有疏水的超支化HBPO核和pH响应性PDMAEMA臂的两亲性超支化多臂共聚物HBPO-star-PDMAEMA。通过HBPO-star-PEOHBPO-star-PDMAEMA在中性水溶液中的共组装,制备了表面具有PEOPDMAEMA亲水臂的杂臂超支化聚合物囊泡,并研究了该杂臂超支化聚合物囊泡在不同pH下的多级自组装行为。研究发现,随着pH的升高,PDMAEMA在囊泡表面发生微相分离,形成类似脂筏结构的疏水微区,从而赋予囊泡各向异性的识别位点。这些各向异性的囊泡可以通过疏水位点之间的选择性识别,进一步聚集形成线形、支化状、环状、超支化状或者网状的囊泡链。整个囊泡的组装过程同单体的均聚、接枝共聚、内环化、超支化聚合及交联聚合过程类似,因此将其命名为“类聚合”的多级自组装过程。最终各种囊泡链通过融合,制备线形、支化状、环状或者网状的微米管,如图所示


热销产品:

分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信