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两亲性聚合物具有亲水和疏水基团,可以在溶液中形成有方向性、有序排列的自组装体,在药物载体、仿生学和能源科学等领域具有广泛的应用。壳聚糖为性能独特的天然高分子,对壳聚糖进行亲/疏水改性,利用两亲性壳聚糖衍生物形成自组装在药物载体、LB膜等领域具有潜在应用。 本文合成了两类具有离子和非离子型亲水基团的双亲性壳聚糖基衍生物—N,N-双烷基壳聚糖衍生物和聚己内酯(PCL)改性壳聚糖衍生物,通过FTIR、1HNMR和EA等手段证明产物为目标产物,产物均具有一定热稳定性,可溶解于THF、DMF和氯仿,可在水面上形成Langmuir膜,在超声作用下形成粒径均匀的稳定球形自组装纳米囊泡。 亲水基团的引入、壳聚糖分子量的增大及疏水链长度的增长均使得N,N-双烷基壳聚糖衍生物Langmuir膜凝聚性更好,载药囊泡药物平衡释放率降低;O-磺化-N,N-双十二烷基壳聚糖(HSDLCS)Langmuir膜的崩溃压(πc)和最大压缩模量(Cs-1,max)为44.64和84.27mN/m,O-季铵化-N,N-双十二烷基壳聚糖(QADLCS)Langmuir膜的πc和Cs-1,max为42.01和82.99mN/m,而HSDLCS/QADLCS混合Langmuir膜的πc和Cs-1,max为46.14和98.85mN/m,说明混合Langmuir膜的凝聚性更好,HSDLCS/QADLCS复合囊泡具有较有序和致密的结构,导致药物平衡释放率降低;不同结构的N,N-双烷基化壳聚糖衍生物Langmuir膜的Cs-1,max与其相应载药囊泡药物平衡释放率呈一定的线性关系。 随着壳聚糖分子量的增加,PCL改性 O-季铵化壳聚糖(QACS-g-PCL)Langmuir膜的凝聚性增强,其平衡释放率降低;不同亲水基团的PCL改性壳聚糖衍生物中,PCL改性O-羟丙基壳聚糖(HPCS-g-PCL)衍生物的Langmuir膜具有较高的凝聚性;PCL改性壳聚糖衍生物与胆固醇(CH)混合后能形成凝聚型Langmuir膜,随着CH含量成比例增加,混合Langmuir膜的πc降低,Cs-1,max增大,PCL改性O-磺化壳聚糖(HSCS-g-PCL)/CH和HPCS-g-PCL/CH混合Langmuir膜均具有明显LE-LC相转变,引入少量CH会导致HSCS-g-PCL/CH和QACS-g-PCL/CH混合Langmuir膜凝聚性下降,当CH含量增加到40%以后,混合膜凝聚性增强;HPCS-g-PCL/CH混合Langmuir膜在不同CH比例情况下,混合Langmuir膜的超额自由能(ΔGexc)均小于0,当XCH=0.4时,ΔGexc最小,说明此时二组分相容性最好。与单组份囊泡相比,QACS-g-PCL/HSCS-g-PCL复合囊泡具有较低的药物释放平衡率,囊泡结构更紧密; 亲水基团为磺酸盐的产物载药囊泡在模拟胃液中具有缓释效果,亲水基团为季铵盐的载药囊泡则在PBS7.4和模拟肠液中具有缓释效果,二者具有相反的pH值响应性。将双烷基化产物和PCL改性产物的Langmuir膜性质和载药囊泡释放行为相比较可以看出双烷基化产物的Langmuir膜的πc和Cs-1,max远远大于PCL改性的产物,载药囊泡的平衡释放率较小,说明双烷基化产物形成的自组装体结构较为规整有序,自组装性能更好。产物囊泡在纯水、PBS7.4和模拟胃肠液中的释放行为受亲水基团性质影响较大。