适于水溶液体系的多重响应性分子印迹聚合物微球的制备及其可控吸附与释放性能研究

从分子设计出发，利用可控自由基聚合制备表面具有亲水性与刺激响应性高分子刷的分子印迹聚合物(MIP)微球(包括普通、光响应性、核-壳及空心结构MIP微球)。通过亲水性与响应性高分子刷的引入,实现MIP微球在水溶液中的专一性分子识别及其印迹位点根据外界刺激变化而对周围环境开放或封闭，最终得到适于水溶液体系的多重响应性MIP微球。优化合成条件，比较由不同实验路线所得多重响应性MIPs的性能，研究MIP微球的结构与高分子刷的骨架结构、分子量与密度等对所得MIPs的可控分子吸附与释放性能的影响，为制备在水溶液中具有优异多重响应性分子识别性能的MIPs提供理论与实验依据。此方面的研究尚未见文献报道。.此研究为制备适于水溶液体系的多重响应性MIP微球开辟了一条全新且简便易行的途径。它的成功必将极大地推动MIPs在仿生智能化、多功能化及微纳米化方向的发展，并为其在药物传输与可控释放等领域中的应用奠定基础。

刺激响应性分子印迹聚合物(MIPs)因其在药物传输与可控释放以及智能分离与分析等领域中广阔的应用前景而成为当前人们研究的热点。本项目以解决如何有效制备适于水溶液体系的多重响应性MIPs这一挑战性难题为目标，从分子设计出发，将我们最近发展的可高效制备单分散、高交联、且表面具有“活性”引发/链转移基团或亲水性高分子刷的聚合物微/纳米粒子的可控/“活性”自由基沉淀聚合(CRPPs)新技术[包括RAFT沉淀聚合(RAFTPP)与原子转移自由基沉淀聚合(ATRPP)]引入分子印迹研究领域，并结合响应性聚合物的分子设计与合成策略及表面可控接枝高分子刷等方法，成功获得了一系列在水溶液中对有机小分子(如药物等)具有优异的单重、双重或多重响应性识别与释放能力的MIPs微/纳米粒子，得到了它们的最佳合成途径与一些有意义的规律。具体研究成果包括: 1)通过将亲水性(热响应性)的大分子链转移剂或将其与可聚合的光功能单体(包括光响应性偶氮单体或荧光单体)的混合物引入分子印迹RAFTPP体系，发展了“一步法”制备适于水溶液体系的刺激响应性MIPs的简便快捷的途径，得到了在纯水溶液与实际生物样品(如纯牛奶或血清)中具有优异热、光响应性的MIPs微/纳米粒子，它们在水溶液中表现出显著的刺激响应性分子吸附与释放性能。2)将分子印迹与CRPPs技术以及表面引发的可控自由基聚合或可控表面偶联化学等方法结合起来，通过首先利用CRPPs(RAFTPP与ATRPP)制备“活性”光响应性MIPs微球，然后再在其表面可控地接枝同时具有室温亲水性和刺激响应(包括热或热/pH响应)性高分子刷的“两步法”(或“表面修饰法”)途径，合成了一系列在水溶液中具有优异的双重(光/热)与三重(光/热/pH)响应性分子识别能力的MIPs微球。进一步发展了制备高性能的适于水溶液体系的刺激响应性MIPs的优化方案(包括通过空心化以提高其载药量、通过采用响应性高分子与非响应性亲水高分子的嵌段聚合物作为高分子刷来保持MIPs发生响应时的高表面亲水性、或通过在亲水高分子刷上负载Fe3O4纳米粒子制备磁性MIPs等)。上述工作极大地丰富了仿生智能MIPs的研究内容，为其在药物控释及智能分离分析等领域中的实际应用创造了条件，具有重要的科学意义与应用价值。相关工作已发表学术论文18篇(包括SCI论文16篇)，并申请中国发明专利3项与美国专利1项。