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聚合诱导自组装(Polymerization-Induced Self-Assembly,PISA)是一种合成具有一定形貌、尺寸和表面化学性质嵌段共聚物(Block Copolymer,BCP)纳米粒子的通用方法。PISA兼具可控聚合和批量组装的优点,具有良好的工业化生产和应用潜力。通过RAFT调控的水溶液分散PISA可以形成各种形貌的嵌段共聚物纳米粒子,可用于杀菌、药物传输和纳米反应器等领域。近十年来,科学家们对BCP纳米粒子刺激响应的有序形态转变进行了广泛的研究。在一些情况下,严格的形貌保持是必要的,以维持依赖形貌/结构的性能,例如药物传输载体或纳米反应器等。通常,形貌稳定化可以通过添加原位交联剂和后聚合交联的方式实现。其中,通过光照引发的交联由于其较强的时空可操作性引起了广泛的关注。我们和谭剑波等人提出了可见光引发RAFT聚合的Photo-PISA。本课题组前期利用水溶性离子单体开发了基于聚电解质复合的聚合诱导静电自组装(Polymerization-Induced Electrostatic Self-Assembly,PIESA),为快捷高效制备纳米结构的聚离子复合物(Polyion Complexes,PICs)提供了新方法。针对PIC纳米结构的稳定性,本论文利用波长正交的紫外光诱导双硫键交换反应和可见光PIESA,建立了一种方便可靠合成稳定化聚电解质复合球、薄膜和囊泡的新方法。本论文首先通过亲水的聚异羟丙基甲基丙烯酰胺PHPMA45作为大分子链转移剂,聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸PAMPS95为聚阴离子模板,加入水溶性光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基亚膦酸钠SPTP,对阳离子单体胱胺基甲基丙烯酰胺盐酸盐CysMA进行扩链,探索了可见光引发的PIESA过程。发现随着聚合度的增加,聚电解质复合物的形貌经历了由球、膜、囊泡再到囊泡聚集体的一系列演变过程,由此可知以胱胺衍生物为基础的聚合诱导静电自组装具有显著地链长依赖效应。此外,由于PCysMA生长链中主链甲基和侧链的疏水稳定作用,使其在较短链长(DP=10)下就聚集形成小球。对DP=50的聚合反应进行动力学跟踪,发现随着转化率的进一步增加,其形貌经历了与上述电中性PICs相同的演变趋势。由于表面带电的PICs所带电荷产生的相互排斥,从而产生形貌滞后效应。以上结果说明,通过PIESA成功实现双硫键功能化的电中性和表面带电囊泡的可预测制备。选取上述合成的电中性PIC囊泡为参照,并加入少量水溶性光引发剂,在紫外光下触发双硫键动态交换实现交联。并通过在紫外光作用下无效的PIESA过程和在可见光作用下无效的聚合后功能化论证其光化学反应的正交行为。发现交联后的组装体仍保留PIC作用,且组装体形貌演变与PIESA过程具有相反的演变趋势。接着,对上述合成的电中性囊泡以及交联后的结构进行了冷冻稳定性考察,发现其都具有良好的冷冻稳定性。将聚合液分散于水与乙醇的混合液中,交联的PIC囊泡在改变介质条件下其形貌演变为囊泡串,囊泡团簇;球结构则演变为蠕虫、环状结构,膜结构演变为层层堆积结构,均发生了跨尺度自组装。将乙醇通过透析的方式除去,发现交联的PICs会发生可逆的形貌转变,而未交联的囊泡形貌无法恢复,由此可知交联的PICs具有更优越的胶体稳定性。这对纳米反应器和药物载体相关生物材料的应用至关重要。综上所述,利用波长正交的紫外诱导双硫键交换反应和可见光PIESA,本论文开发了一种方便可靠的合成胶体稳定的PIC球、薄膜和囊泡的方法。通过利用CysMA单体进行的可见光PIESA,本论文成功的合成了双硫键功能化的电中性和表面带电的PIC囊泡。在室温条件下,紫外光照射电中性囊泡的水分散液,在4分钟内引发快速的双硫键交换反应实现光交联、结构转变和胱胺盐的释放。紫外光作用下以RAFT为基础的PIESA合成的失效和可见光作用下聚合后功能化的失效证明了光化学反应波长的正交行为。因此,利用一个囊泡前驱体一步就可以获得交联球、膜和囊泡。交联的球、薄膜和囊泡在对加入乙醇后的水分散体系及后续透析处理的自组装和解组装过程中,具有优异的形状/尺寸稳定性和可逆性。