柱芳烃接枝型温敏性高分子研究

Water-soluble polymers exhibiting lower critical solution temperature(LCST) are ptentially useful for smart bioactive materials. However, it is tedious and irreversible to adjust the LCST values close to body temperature which is necessary for real applications. By introducing host-guest recognition motif into thermoresponsive polymers as side chains provide an opportunity to adjust LCST expediently and precisely. In the project, we plan to ingraft oligo(ethylene glycol) modified pillararene onto polymers as side chains. In this way, we can get themoresponsive poloymers with excellent thermosensitivity and biocompatibility. Moreover, we are able to tune the LCST in a better way through host-guest interacions. We aim to construct novel thermoresponsive polymers via reasonable combination of pillararene and polymers. Furthermore, the LCST behavior mechanism, cell toxicity and control-release properties of thermoreponsive polymers will be explored and elaborated. This work will open up a new way to study water-soluble thermoresponsive polymers.

低临界溶解温度（LCST）型水溶性高分子作为智能型材料得到了广泛应用，特别是生命科学领域。为满足生物体内实际应用，通常要求其LCST值接近人体正常温度，并且温度的调节幅度尽可能小。对于传统的温敏性高分子，往往需要通过改变单体计量比，共聚反应得到不同LCST的高分子，这种方法繁杂且不可逆。将动态的主客体识别体系引入高分子侧链，从而实现简便、准确的LCST调控是为一种新途径。本项目拟将修饰有乙二醇单甲醚的柱芳烃作为侧基引入高分子链，使高分子不但具备良好的温敏性和生物相容性，且能通过主客体作用更好地调控LCST行为。我们期望通过柱芳烃与高分子的有机结合实现新型温敏性高分子的构建，并对其LCST机理、细胞毒性和控制释放性质作进一步的研究与阐释。预期本项目的研究工作能为水溶性温敏高分子的研究提供新的思路。

具备低临界溶解温度性质的温敏型材料，比如其中的高分子材料，在众多领域都得到了应用，如传感器、组织工程、药物输运等。面对不同的使用需求，临界转变温度十分重要，而如何对其实现良好、简单的调控，则是其中的关键；另外，温敏型高分子材料的研究活跃于生物材料领域，同时具备很大的应用潜力，而这也使其必须面对和解决生物相容性的问题。本项目的研究主要包含两方面的内容：1）设计并制备侧链接有中性水溶性柱芳烃主体且具备良好生物相容性的高分子材料；2）研究该高分子材料的低临界溶解温度性质，并利用合适的客体分子通过主客体络合作用进行温度调控。通过研究发现，制备得到的高分子具有明显的低临界溶解温度性质，临界转变的温度约40摄氏度，并且随着客体分子的加入而逐渐升高，直到约73摄氏度，实现了良好的调控。本项目研究主要意义在于：1）探索发现了单官能团化中性水溶性柱芳烃以及其接枝的温敏高分子材料制备新方法；2）制备得到了一种表现出低临界溶解温度行为能力的高分子材料，并且其生物相容性良好，转变温度在较大内范围可调，这为浊点萃取和药物控释等应用提供了新的方法支持。