聚合物胶束的形貌对其细胞毒性及细胞内吞的影响

制备高效和低毒的非病毒载体是一个尚未解决且极具挑战性的问题。到目前为止，人们只研究了球型非病毒载体，因而载体形貌对细胞毒性及细胞内吞的影响尚不清楚。在本研究计划中，我们将通过一锅法活性阴离子聚合及后期改性合成多功能的ABC杂臂星型嵌段共聚物：μ-聚异戊二烯-聚乙二醇-聚(2-三甲基硅氧基)乙基甲基丙烯酸酯及其含有肉桂酸酯和咪唑的衍生物。在合适的选择性溶剂中，通过该嵌段聚合物的自组装，制备球状和不同长径比的柱状胶束，并用光交联固定其形貌。在此基础上，研究它们对细胞毒性和细胞内吞性质的影响。与其它非病毒载体体系相比，我们计划研究的非病毒载体模型体系具有合成精确，结构和尺寸可控等优点。其中嵌段聚合物一臂换成可负载基因的聚阳离子，另一臂则可变为pH响应的嵌段以利释放基因。成功地实施该计划，将有助于我们进一步设计和研发高效和低毒的聚合物非病毒载体。

在基金的支持下我们已开展了如下工作：(1) ABC杂臂星型嵌段共聚物合成方法的探索及其溶液性质的初步研究。(2) 在ABC杂臂星型嵌段共聚物中引入含糖的功能性嵌段并研究了含糖聚合物与蛋白的特异相互作用。我们发现含有吡喃环结构和直链结构的含糖聚合物均能与刀豆蛋白A产生特异作用且相互作用常数在一个数量级，澄清了文献中的争议。(3) 在ABC杂臂星型嵌段共聚物中引入可降解的聚酯嵌段并研究了有机催化剂催化的环状内酯开环聚合。我们发现1,1’-联二萘酚(BINOL)手性磷酸催化的己内酯开环聚合为活性可控聚合，且能得到高分子量的聚己内酯；该催化剂还适用于催化己内酯与丙交酯和乙交酯的共聚反应。1,1’-联二萘酚(BINOL)手性磷酸的另一个优点是用量少，ppm级的催化剂即可催化己内酯的可控开环聚合。(4) 研究了嵌段共聚物在制备多相乳液方面的应用并研究了其可能的稳定机理；初步探讨了多相乳液作为载体对药物及蛋白的负载能力。我们发现单一的嵌段共聚物就能稳定W/O/W多相乳液并且所形成的多相乳液很稳定，在被观测的6个月内未有明显变化。我们进一步讨论了PEG-b-PS嵌段共聚物对多相乳液的稳定机理，除了嵌段共聚物吸附在油水界面所产生的空间位阻排斥机理外；该嵌段共聚物在油相中不能形成反相胶束，因而增加了多相乳液的稳定性。我们还发现PEG-b-PS嵌段共聚物中PS与PEG的链长比对多相乳液的形成及稳定有重要影响。当固定PEG链长为45，我们发现PS与PEG的链长比接近1时，能得到稳定的W/O/W多相乳液。