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响应性组装体由于具有良好的水溶性和可调控性,使得越来越多的科学家孜孜不倦的对其进行探究。在适当条件下,制备得到的两亲性嵌段聚合物可以自组装形成胶束、囊泡、复合囊泡等多种形貌的组装体。这些组装体在外界环境或内部的刺激下,如离子、温度、pH、光、生物分子等,响应性聚合物的亲/疏水平衡将发生改变,组装体的渗透性也会发生响应性的改变。这些性质使得响应性聚合物、组装体在传感器、疾病的诊断与治疗、体内或体外的成像、组织工程及其他生物材料上具有重要的应用价值。本论文主要研究响应性嵌段聚合物、组装体的制备、及其疾病的诊断与治疗、成像及传感器上的应用。具体来说,本论文的工作主要包括以下几个方面: 1.分别从硝基苯甲醛与四氟苯甲醛出发,制备了不同取代基的席夫碱单体。利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合的方法聚合两种单体,成功合成了结构规整、不同嵌段比例的两亲性嵌段共聚物。通过GPC、1H NMR、13C NMR表征了单体、聚合物的结构,通过动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)表征了聚合物在水溶液中的胶束、囊泡以及穿孔囊泡的状态与形貌。对囊泡与胶束在不同pH下的响应性的探究利用的是紫外可见吸收光谱。实验结果表明,两种聚合物囊泡,在pH5.0的条件下,都可以快速的水解并发生交联,维持囊泡结构的完整性。此外,在正常的生理即pH7.4的条件下,硝基取代的席夫碱囊泡也可以自发的水解并交联,保持囊泡结构的完整性。以这两种聚合物囊泡为载体,分别负载抗癌药物阿霉素盐酸盐。细胞毒性实验显示聚合物囊泡本身的细胞毒性很小,但负载阿霉素盐酸盐的聚合物囊泡可以有效地杀死HepG2细胞。同时,在硝基席夫碱聚合物制备过程中,共聚NBD单体,构筑聚合物囊泡。荧光分析表明只在pH5.0的条件下,伴随着水解反应的发生,NBD的荧光可以“turn on”。也就是说,本章中制备的聚合物囊泡,集药物的可控释放、荧光成像和诊断、治疗功能于一体,故在肿瘤的诊断与治疗上,具有极大的应用前景。 2.基于有机/无机杂化纳米粒子制备了能够对汞离子(Hg2+)进行比率型检测的荧光探针。首先通过两次连续的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成了两亲性嵌段聚合物,P(MPS-co-NBD AE)-b-P(NIPAM-co-RhB HA)。其疏水嵌段为带有三甲基硅氧烷侧基,并标记有荧光能量给体N-(7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑)(NBD)基元的聚丙烯酸酯,P(MPS-co-NBDAE);亲水嵌段为共聚有潜在荧光能量受体罗丹明脲衍生物单体(RhBHA)的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺),P(NIPAM-co-RhBHA)。由该嵌段聚合物自组装形成的纳米粒子在三乙胺催化作用下水解发生溶胶-凝胶化过程后,得到核交联的有机/无机杂化纳米粒子。在没有Hg2+离子存在时,该杂化纳米粒子溶液只显示出NBD基元发射的绿光;而在有Hg2+离子存在条件下,Hg2+离子可诱导RhBHA开环为具有荧光发射性能的RhB基元。由于NBD与RhB之间的荧光共振能量转移(FRET)效应,杂化纳米粒子溶液的颜色和荧光发射性能均会发生明显的变化,从而实现对水溶液中Hg2+离子的高效选择性检测。而且,升高温度会导致纳米粒子壳层PNIPAM嵌段的塌缩,使NBD和RhB基元间的空间距离缩短,可进一步提高检测效果。因此,基于该有机/无机杂化纳米粒子的检测体系可用来对Hg2+离子进行高效选择性检测。