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本文主要研究了树枝状聚合物的合成与应用,分为两个部分:(1)树枝状偶氮苯在单分子膜状态下的性质和应用;(2)生物相容性多层超支化结构大分子的药物包裹与缓释放。
在第一部分中,我们通过二环己基碳酞亚胺催化下的表面酰胺化反应,将1-4代的偶氮苯树枝状大分子接枝到金片或石英片表面,制备了树枝状偶氮苯单分子膜。通过表面反射红外、紫外-可见吸收光谱、喇曼光谱来表征这种单分子膜化学结构。然后,我们通过紫外-可见吸收光谱研究了四代树枝状偶氮苯单分子膜的光致异构性质,发现单分子膜的光异构化过程为一级动力学过程。椭圆偏光光谱是一种有效的测量单分子膜厚度的手段,我们发现偶氮苯官能团处于不同构象时,其单分子膜厚度会随之改变,从反式构象的23.8±0.9(A)变到顺式构象的18.8±0.8(A)。最后,我们通过表面等离子体共振(SPR)技术,研究了四代偶氮苯树枝状单分子膜表面与蛋白质分子之间的作用。结果发现我们的偶氮苯树枝状单分子膜表面带有负电荷,可以选择性吸附带正电荷的蛋白质分子。而且,随着偶氮苯结构从反式变到顺式,其表面电势会随之增加,对带正电荷的蛋白质吸附量增加。
在第二部分中,我们合成了一种新型的两亲性多层支化结构大分子,其内层为憎水性星型树枝状结构,外层为亲水性的超支化聚缩水甘油结构。一种外围含有16个羟基官能团的二代树枝状聚酯(G2)被用来作为大分子引发剂,开环ε-己内酯得到星形分子G2-PCL。然后,通过G2-PCL外围的16个羟基官能团,在三氟化硼/乙醚催化下,阳离子开环缩水甘油单体聚合得到G2-PCL-HPG。研究G2-PCL-HPG的单分子包裹客体分子的过程,在水溶液中,其对极性或非极性分子都有良好的包裹能力,而且每个分子的包裹只与内层结构有关。我们还研究并且证明了G2-PCL-HPG包裹的吲哚美辛药物分子具有缓释放的能力。