纳米结构化的聚离子复合物(polyion compleXes,PICs)在基因传递、药物运输等方面应用潜力巨大。但具备热响应性的PICs在高温下形成的纳米形貌难以在低温下稳定。在实际应用中,例如作为基因转染和纳米反应器载体等,其纳米结构的稳定化是必要的。通常利用化学交联来稳定聚离子复合物,但是过程繁琐,还会加入对生物应用不利的化学物质。最近研究显示,通过静电相互作用与其他非共价键作用(氢键、疏水作用等)相结合,可以实现非共价键稳定PICs,但相关研究比较少。精氨酸的胍基官能团兼具静电作用和多重氢键的盐桥模式,能稳定蛋白质和核酸的复合结构,因此利用精氨酸衍生物实现PICs的非共价键稳定化研究具有重要意义。目前聚离子复合物大多都在稀溶液中自组装形成,无法实现可批量制备。近年发展起来的聚合诱导自组装(polymerization-induced self-assembly,PISA)技术可在高浓度下制备嵌段共聚物纳米颗粒,具有可批量制备的潜力。本课题组率先把聚离子复合作用作为PISA的驱动力,提出了聚合诱导静电自组装(polymerization-induced electrostatic self-assembly,PIESA),提供了高浓度合成结构明确的PICs纳米粒子的新策略。基于以上认识,本论文利用含有胍基官能团的精氨酸衍生(N-(2-胍乙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐)(GEMA)单体的可见光引发PIESA,制备了一系列纳米结构化的热响应性聚离子复合物。通过升温形成的非离子型亲水稳定嵌段与PGEMA基聚离子复合组分之间的氢键作用,可以在室温或低温条件下有效稳定纳米材料形貌。通过以上研究,本论文建立了制备具有非共价键稳定温敏聚离子复合纳米材料形貌特点的热响应型PIESA新方法。本论文首先以聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS100)为聚阴离子模板,聚N-异羟丙基甲基丙烯酰胺(PHPMA63)为非离子型亲水性大分子链转移剂,(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基亚膦酸钠(SPTP)为光引发剂和阳离子型GEMA单体在25℃下通过可见光引发的水溶液RAFT聚合构建新的PIESA体系来合成聚离子复合物。生长链中PGEMA阳离子嵌段的聚合度(DPPGEMA)分别为20,30,40,50,60。所有聚合都反应完全且具有良好的可控性,合成的一系列聚离子复合物都处于等电点。随着DPPGEMA的增加,形貌由单层胶体纳米片演变成纳米线,具有显著的链长依赖性。然后把上述25℃下合成的PICs都稀释到1.0 mg/mL,当DPPGEMA=20,30时,组成胶体纳米片的亚单元经历了球形胶束-柱状胶束的可逆热响应形貌转变。这是由于加热能有效促进PHPMA亲水稳定嵌段与PGEMA基聚离子复合组分之间形成氢键,使PHPMA发生去水合化,而降温后PHPMA嵌段又再被水合化,证明了这个可逆过程。由此可见,当DPGEMA太小时并不能实现非共价键稳定聚离子复合物。当DPPGEMA=60时,成功制备了非共价键稳定化的PICs纳米线和囊泡。这是由于该体系在冷却后,已经发生去水合化的PHPMA嵌段不能再被水合化,表明这是一个不可逆的热转变过程。通过加热,PHPMA亲水嵌段与PGEMA基聚离子复合组分之间形成氢键参与了非共价键稳定PICs,这是界面作用行为,所以这些氢键并不在同一平面上。因此,通过氢键协同的聚离子复合作用能实现PICs纳米粒子的非共价键稳定化。最后在此基础上,本论文在同一配方下(DPPGEMA=60),只改变反应温度原位合成了一系列热响应性PICs。研究发现随着反应温度的升高,形貌发生了球形胶束-纳米线-囊泡的转变,并且在不同温度下合成的PICs胶束,纳米线,囊泡都能在25℃,稀释条件下稳定存在。建立了一种无需复杂化学交联的非共价键稳定温敏聚离子复合纳米材料的热响应型PIESA新方法。综上所述,本论文利用阳离子型GEMA单体构建了新的聚合诱导静电自组装体系,合成了一系列热响应性聚离子复合物。在稀释到1.0 mg/mL的情况下,成功得到了非共价键稳定化的热响应性聚离子复合胶束、纳米线和囊泡。这是因为PHPMA亲水嵌段与PGEMA基聚离子复合组分之间形成氢键,PHPMA发生去水合化而参与了聚离子复合物的非共价键稳定化过程,从而使在高温下得到的PICs纳米粒子能在低温下稳定下来。建立了一种无需复杂化学交联的非共价键稳定温敏聚离子复合纳米材料的热响应型聚合诱导静电自组装新方法,丰富了 PICs纳米粒子的稳定化途径,具有很好的应用潜力。