pH双敏感性荧光纳米凝胶.pdf

《pH双敏感性荧光纳米凝胶.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、V01．35高等学校化学学报No．72014年7月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES1608～1614自组装辅助聚合法制备纤维素基温度／pH双敏感性荧光纳米凝胶李祯珍，周淑彦，窦红静，孙康(上海交通大学材料科学与工程学院，金属基复合材料国家重点实验室，上海200240)摘要通过自组装辅助的一步法制备了具有温度和pH双重响应性的荧光纳米凝胶(FNG)．首先设计制备了一种水溶性含双键的荧光单体5一丙烯酰胺荧光素(5-AAF)，在水溶性纤维素醚——羟丙基纤维素(HPC)主链上引发5-AAF的

2、接枝共聚，同时由于5-AAF的疏水作用力诱导共聚物发生自组装，并通过双官能团交联剂亚甲基二丙烯酰胺(MBA)的加入使自组装纳米聚集体交联，从而一步制得具有环境响应性的FNG，该过程在水相中进行，具有高效、“绿色”的优点．研究结果表明，改变合成过程中HPC的分子量可调控所得FNG的环境响应性．对FNG环境响应性的研究表明，FNG链段上的亲疏水基团及与水分子间的氢键作用是影响凝胶温度响应性的主要因素．此外，FNG的荧光在中性及碱性溶液中显著加强，在酸性溶液中迅速猝灭．由于FNG的荧光信号对温度和pH的显著敏感性，且具有较低的细

3、胞毒性，因此在荧光标记生物检测及生物微环境的温度／pH检测等领域具有广泛的应用前景．关键词纳米凝胶；自组装；温度／pH敏感性；荧光；羟丙基纤维素中图分类号0631．1；0636．1；0657．3文献标志码A环境敏感性的纳米凝胶因其在生物医药领域的应用前景而备受关注．这类凝胶能够感知外界环境如温度⋯、pH2、光【3，4和磁等的变化并发生物化学性质的变化，因此在生物标记’、微环境温度计¨’加／pH计及药物输送¨lI等领域被广泛应用．目前，环境敏感性的纳米凝胶主要基于聚(N一异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)，聚Ⅳ．乙烯基己内酰胺

4、(PVCL)纠及聚丙烯酸(PAA)等合成高分子而制备，常见的纳米凝胶制备方法包括乳液聚合]和溶剂挥发法等．研究者利用PNIPAM及PAA的温度敏感性和pH敏感性，制备了具有温度／pH响应性能的纳米凝胶坫’；Gota等采用乳液聚合法，在亚甲基二丙烯酰胺(MBA)交联剂的作用下，将PNIPAM与荧光分子N-{2_[(7-N，N-二甲氨基磺酰)一2，1，3一苯并嗯二唑4．基](甲基)氨基}乙基．Ⅳ一甲基丙烯酰胺(DBD—AA)偶联，制备了具有温度响应性能的复合荧光纳米凝胶，并用作细胞内部的温度计；Pich等¨选用功能化的PVCL

5、与乙酰乙酸异丁烯酸盐(AAEM)聚合，产物具有良好的pH／温度响应性能，其相变温度可由环境pH进行调控．荧光分子本身在不同温度／pH环境中的结构变化能够影响纳米凝胶的荧光强度J．Shiraishi等选用J7v一异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与邻羟基半花菁染料(HC)，通过溶剂挥发法制备了具有温敏性的荧光纳米凝胶，其荧光强度变化的原因是HC在不同温度下毗啶结构发生了改变．迄今已发展了多种制备大分子纳米凝胶的方法，但多数存在制备过程复杂、繁琐等缺点，因此需要发展高效制备大分子纳米凝胶尤其是具有环境响应性的“智能”纳米凝胶的方法．

6、此外，基于PNIPAM等多种合成高分子制备的纳米凝胶的生物相容性较差，限制了其在生物分子检测及药物输运等生物医用领域的应用ⅢJ．天然大分子具备良好的生物相容性和生物可降解性，有利于提高纳米凝胶的生物相容性．如壳聚糖¨及HPC等作为合成凝胶的主要原料，结合各种染料引或其它小分子的合成产物在药物收稿日期：2013—11—15．基金项目：国家自然科学基金(批准号：20904032，21174082，21374061)、教育部新世纪优秀人才支持计划、上海交通大学SMC一晨星青年学者奖励计划和金属基复合材料国家重点实验室开放基金资助

7、．联系人简介：窦红静，女，博士，副教授，博士生导师，主要从事生物医用材料研究．E-mail：hjdou@sjtu．edu．Cl李祯珍等：自组装辅助聚合法制备纤维素基温度／pH双敏感性荧光纳米凝胶1609载体及细胞标记等领域有广泛应用．羟丙基纤维素(HPC)是一种水溶性多糖，具有稳定的温敏性、良好的生物相容性和生物可降解性，在水溶液中的最低临界溶解温度(LCST)约为41℃[2o3，当体系温度低于LCST时纳米凝胶体积膨胀，分子链以伸展的形态存在于溶液中；当体系温度高于LCST时发生相转变，纳米凝胶的体积和含水量也随之变化．

8、基于HPC制备纳米凝胶有望得到具有良好生物相容性和环境敏感性的产物．前文基于水溶性多糖，采用“自组装辅助的一步法”制备了多种纳米凝胶体系．本文通过硝酸铈铵的引发，在水溶性纤维素主链上引发含双键功能性单体的接枝共聚，聚合的同时由于氢键作用或特定疏水基团的疏水作用力诱导接枝链与多糖主链的自组装，并通过双官能