通过均聚物在水中自组装形成囊泡的研究

聚合物纳米囊泡因其水溶性、稳定性以及与细胞膜结构相似等特点，在药物缓释、细胞模拟、基因传输、纳米反应器等领域有较好的应用前景。当前制备聚合物纳米囊泡主要通过嵌段聚合物自组装来实现。但嵌段共聚物需要两步才能合成，而均聚物只需要一步就能合成。目前对均聚物自组装形成囊泡的研究极少，且认为均聚物囊泡膜与嵌段共聚物囊泡膜结构一样，也完全由亲油组分构成。本项目拟通过均聚物在水中自组装来制备囊泡，采用光散射、透射电镜、扫描电镜、小角X光散射、二维核磁共振等手段来确证囊泡的形成以及均聚物囊泡膜可能由亲水亲油组分共同构成的问题。首先通过可控自由基聚合方法合成一系列两亲均聚物。然后研究这些均聚物的骨架和侧链的结构、端基、分子量大小以及分子量分布、浓度等因素对均聚物纳米囊泡的形成以及囊泡膜结构的影响，澄清两亲均聚物囊泡和嵌段共聚物囊泡膜结构的不同之处，阐明均聚物纳米囊泡的形成机理，对丰富自组装理论具有重要意义。

《通过均聚物在水中自组装形成囊泡的研究》是我的第一个国家自然科学基金项目。发表SCI论文16篇，代表成果如下：.一、氢键驱动的均聚物自组装【代表论文：Zhu, Y. Q.; Liu, L.; Du, J. Z.,* Probing into Homopolymer Self-Assembly: How Does Hydrogen Bonding Influence Morphology? Macromolecules 2013, 46, 194-203.】 .在本研究中，我们重点研究了两亲性均聚物自组装过程中的形貌转变、自组装体的结构分析以及均聚物自组装体的形成机理。首先，我们设计并通过RAFT方法合成了一系列具有不同分子量的两亲性均聚物poly(2-hydroxy-3-phenoxypropylacrylate) (PHPPA)。其次，通过简单改变两亲性均聚物的链长、自组装时的共溶剂与pH值，PHPPA成功地自组装形成了多种有序的复杂纳米结构，例如Large compound micelles (LCMs), 简单囊泡（simple vesicles），复杂囊泡 (large compound vesicles, LCVs), and hydrated large compound micelles (HLCMs)，并利用FT-IR和其自组装体的热响应行为证明了分子内或分子间氢键作用为两亲性均聚物自组装体形成多种形貌的核心驱动力。另外，我们首次提出了均聚物自组装体由于亲水性组分与疏水性组分之没有明显的分界线，所以其结构与嵌段共聚物相比有着很大的区别，而且更加复杂。我们确认了均聚物的胶束核或囊泡膜（结构组成上是一样的）是由亲水性组分与疏水性组分共同构成，而普通的两亲性嵌段共聚物的胶束核或囊泡膜仅仅由疏水性组分构成。.二、具有梯度膜结构的均聚物囊泡【代表论文： Fan, L.; Lu, H.; Zou, K. D.; Chen, J.; Du, J. Z.,* Homopolymer vesicles with a gradient bilayer membrane as drug carriers, Chemical Communications 2013, 49, 11521-11523.】.三、pH响应智能均聚物囊泡【已投稿】