聚n-异丙基丙烯酰胺的性质及其在药物控释系统中的应用

《聚n-异丙基丙烯酰胺的性质及其在药物控释系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、聚N-异丙基丙烯酰胺的性质及其在药物控释系统中的应用聚N-异丙基丙烯酰胺（PNTPAAm）线型聚合物在水溶液中具冇独特的热行为，到某一温度吋会发生相分离而产生沉淀，但降低温度吋，它又可逆性地恢复到原来在低温下的状态。这一和变温度我们称之为最低临界溶解温度［或称为低和变温度LowCriticalSolutionTemperature（LCST）］。对PolyNIPAAm的研究始于1956年11但当时这种聚合物并未引起太多的注意。自从Scarpa121于1967年首次报道了PNIPAAm水溶液在31°C具有LCST,PNIPAAm

2、才开始受到丫广泛的关注。自Tanaka等发现聚N—异丙基丙烯酰胺水凝胶PNIPAAm水凝胶具有热敏现象并提出凝胶体积和变理论［31以后，这种温敏水凝胶引起了人们极大的研究兴趣。早期研究者的兴趣主要集中在LCST转变的理论分析上，20世纪80年代以后转向了PNIPAAm的应用。智能型的水凝胶、微球、乳液、薄膜、分离膜、涂料等材料相继被制备出来，且有关化学的、物理的、生物学上的特性得到Y研究。利用PNIPAAm分子链在Z7附近可逆性地伸展和卷曲的特点，PNIPAAm可以设计成分子丌关，制成水凝胶膜或接枝丁•多孔膜上;利用其分子链亲水

3、性疏水性的反转的性质，可对溶质进行吸附、脱附，用于酶、蛋白质等的富集和分离。本文主要对PNTPAAm的相转变、性质及其在药物控释系统中的应用进行了综述。1PNIPAAm的LCST转变的理论分析凝胶的膨胀度与凝胶的网络结构和溶剂的性质冇关。凝胶的膨胀行为由下面几个因素决定：（1）凝胶体系的混合自由能，（2）高分子链的弹性压力，（3）低分子离子产生的膨胀压力，（4）凝胶体系中特殊的相互作用力。当这些因素达到平衡时，凝胶的膨胀呈平衡状态。一般说来，凝胶体积的变化与溶液的热力学性质成比例。可是在一定的条件K，凝胶会因溶液性质的微小变化而

4、引起极大的体积变化，即所谓的凝胶的体积相变。根据Flory—Huggins的理论，Tanaka研究小组l4j推导了凝胶的膨胀平衡公式，并给出了理论曲线，如Fig.1所示。f是每条高分子链带有的电荷数，当高分子链不带电荷或只带少量电荷时，凝胶的体积随着归一化温度S的变化作连续的变化。但高分子链上带有的电荷数增大时，凝胶的体积随着归一化温度S的变化作不连续的变化，发生了体积相变。1987年Tanaka研究小组151第一次从理论上解释了PNIPAAm凝胶的不连续体积变化。由于对弹性参数的处理太理想化，他们对非离凝胶的解释与实验不符。随

5、后Prausnitz[6j提出了可压缩的格子模型并引入了氢键作用能，解决了运用Flory-Huggins的理论中的一些不足，解释了非离子型PNIPAAm凝胶的体积相变，然而模型屮的参数只适用于部分膨胀度范围。之后他们改进了弹性参数,对离了型凝胶的部分实验事实作了解释。1990年Cusslor171发现凝胶的膨胀行为具冇压力依赖性，所以引入了与体系内聚能密度冇关的相互作用能参数，建立丫基于可压缩格子模型的状态方程。但是到口前为止，还没有一个模型可以解释所有的实验事实。为确定体系中的作用力关系，对凝胶的体积和转变行为还需进一步的实验

6、表征。Prausnitz研究ZZ3T转变时仅仅考虑了聚合物与溶剂的相互作用力——氢键力，而忽略了聚合物分子内部和聚合物分子间的作用关系，所以他们确定的参数不能在所冇的温度范围内适用。实验发现，当选择疏水性较低（较高）的烷基时，聚（N-烷基丙烯酰胺）ZC5T呈上升（下降）趋势，因此凝胶中高分子链之问的疏水性作用力不能忽视。Winnik[81认为在ACS7转变过程屮上述氢键力和聚合物的疏水性作用力同样重要，但Fujishige[9]却认为聚合物的疏水性作用是ZC3T转变的唯一驱动力。YasushiMaeda1101等用傅立叶红外光谱

7、研究了PNTPAAm在水溶液中LCST之上和之下温度的光谱变化，证明了LCST以上脱水和异丙基间的疏水相互作用是线形PNIPAAm扔塌成球型的主要原因。2PNIPAAm的性质Tanska1111'1121等在冇阴离子、阳离+和两性离+相中性表面活性剂存在吋研究YPNIPAAm水凝胶在水屮的溶胀行为。研究发现，两性离子相屮性表面活性剂不影响凝胶在水中的溶胀行为，而加入阴、阳离子型表面活性剂却有较大的影响，加入的浓度越高，水凝胶的LCST值越高，溶胀比越大，但当浓度增加到一定程度盾，LCST达到一饱和值。他们也研究了十二烷基磺酸钠与

8、水凝胶或均聚物的缔合和非缔合情况，发现二者相缔合吋I£ST值升高，并且该缔合现象也是吋逆的。Mukaell3]等在25°C测量了NIPAAm及其共聚物水凝胶在醇（q—C4）水混合液屮的溶胀体积，发现纯水中溶胀的水凝胶加入少量醇以后先会发生收缩，加入更多的醇时又再