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嵌段共聚物的合成和应用分析解析
Pluronic常用做增溶剂、乳化剂、基质、固体分散体载体、吸收促进剂、稳定 剂等,新的研究表明它具有MDR肿瘤的增敏作用。 主要作用:抑制Pgp药物溢出泵作用,(Cremophor EL,聚乙二醇辛基苯基醚 (Triton X-100)等具有类似作用); 避免药物被酸性细胞质囊隔离而被挤出细胞; 抑制谷胱甘肽/谷胱甘肽转移酶解毒系统活性;
嵌段共聚物--结构表征
结构表征
是否是设 计合成的 嵌段共聚 物
测定 分子 结构 测定序 列结构 和纯度 超分 子结 构
嵌段共聚物--结构表征
常用于分子结构及组成测定的方法 为:NMR、IR、UV 分子量和分子量分布:膜渗透压测 定法、气相渗透压法、静态光散射、 动态光散射法、排阻色谱法 分子尺寸大小测定:静态光散射、 动态光散射、小角中子散射法、稀 溶液粘度测定法
嵌段共聚物--结构表征
数均相对分子量
Mn
N M Ni ii来自 Mn=3.80×104
重均相对分子量
Mw
W M W
i i
i
Mw=1.24×105 Mw/Mn=3.27(相对分子质量分布指数)
嵌段共聚物--结构表征
聚苯乙烯Tg=54.2℃ 聚丁二烯Tg=-110.1 ℃ 丁苯共聚物Tg1=-109.4 ℃ Tg2=45.0 ℃ 在丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物中两 段玻璃化温度具有相靠近的趋势
性质:溶解性, 溶胀性,凝胶化, 相变,黏弹性, 力学强度,通透 性 生物化学性质: 毒性,生物相容 性,生物化学活 性,可降解性
嵌段共聚物—性质
在溶液中的自组装
自组装
本体自组装
嵌段共聚物—性质
在溶液中的自组装:是一个胶束化过程。胶束化形成胶束和泡囊等结构。 根本原因:嵌段共聚物中不同嵌段之间的不相容性。 CMC:嵌段共聚物的聚集只有在特定浓度上才会发生,这个浓度就是临界胶束 浓度(CMC)。在可溶性链段相对分子质量不变的条件下,不溶性链段的相对 分子质量越大,临界胶束浓度越低。
嵌段共聚物--结构表征
δ =27.43,对应于CC1C 和CC4C 碳链,表 明聚丁二烯段主要含顺-1,4结构,顺-
1,4结构的丁二烯单元相互连接。
δ =40.35,43.7,对应于SSS 结构,证 明聚苯乙烯链段的存在。 δ =25.21,对应于CS 结构,表明苯乙 烯单元与顺 -1, 4丁二烯单元连接。
聚电解质胶束-基因递送系统
聚电解质是指分子链上具有许多离解性基团的高分子, 当高分子电解质溶于介电常数很大的溶剂时,就发生离 解,生成高分子离子。
多肽,如PEG-b-PAsp, PEG-b-PLys
混合胶束:混合胶束是由两种或几种不同的嵌段共聚物构成的胶束。与传统
胶束相比,稳定性提高,药物装载能力也提高。
嵌段共聚物--结构表征
在药剂中的应用研究进展
应用
胶束
泡囊
纳米凝胶
聚合物胶束
聚合物胶束:聚合物胶束是由合成的两亲性嵌段共聚物在 水中自组装形成的一种热力学稳定的胶体溶液。
常用的胶束载体材料
国内外文献报道以聚合物胶束增溶的药物
进入临床研究的几个抗肿瘤药物
两种提高胶束有效性的方法
对嵌段共聚物进行化学修饰,制成功能性的嵌段共聚物。 1
体系会自组装为四种热力学上稳定的、周期有序的微相形态:层状相、Gyroid 、柱状相和球状相。
嵌段共聚物—性质
总聚合度N
强分凝理论 弱分凝理论 自洽场理论
影响微相分离 的因素
AB嵌段间的 FloryHuggins相 互作用参数, 通常与温度 成反比
A单体的体 积分数f
参数 χ
嵌段共聚物—合成
泡囊:即由密闭双分子层所形成的球形或椭球形中空结构,表面活性剂和两亲
性嵌段共聚物均可形成泡囊,由嵌段共聚物形成的泡囊称为聚合物泡囊。 与脂质体相比,稳定性更好;嵌段共聚物易修饰,应用范围更广。 当亲水嵌段在聚合物中的总质量分数f ≈ 35 ± 10%时,聚合物自组装形成 泡囊。 常用的嵌段共聚物:含聚苯乙烯,聚异戊二烯,聚硅氧烷,聚环氧丙烷,聚 乙烯,聚丁二烯嵌段的共聚物。 已应用于抗癌药物和基因递送。
嵌段共聚物--结构表征
一种苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的结构表征
共聚物的微观结构与序列分布
共聚物组成
共聚物的超分子结构
朱寒等,北京化工大学学报,2004
嵌段共聚物--结构表征
丁二烯双键的伸缩振动:1655 cm-1 顺 -1, 4 结构特征峰:745 cm-1 反 -1, 4 结构特征峰:968 cm-1 1, 2 -结构特征峰:909 cm-1
嵌段共聚物及其在药 物中的应用
牟丽秋 127211037
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主要内容
嵌段共聚物概述
分类 性质 合成 结构表征
在药剂学中的应用研究进展
嵌段共聚物—分类
共聚物:共聚物指由两种或两种以上结构重复单元构成的聚合物。 根据单元结构位置不同分为四类。
嵌段共聚物—分类
嵌段共聚物:嵌段共聚物是由在化学上不相同,而以末端相连的链段 所组成的大分子。 分类:按单体种类不同分类
嵌段共聚物的合成方法:
活性聚合法: 活性阴离子聚合法(基于顺序加料的活性阴离子聚合法,活性链偶合法) 活性阳离子聚合法(异丁烯、乙烯基醚、苯乙烯及具有推电子基团的衍生物、 N-乙烯咔唑、呋喃等杂环分子) 可控/活性自由基聚合(NMP, Iniferter, RAFT,ATRP) 活性开环聚合法 基团转移聚合法(丙烯酸酯) 不同聚合法相结合 其他(力化学法,缩聚反应,特殊引发剂法)
研究实例
Kim等人合成了以聚碳酸酯为温敏材料的可降解的嵌段共聚物, 并将其制备成含紫杉醇的胶束,其研究表明该胶束的抗癌活性 和紫衫醇的释放都具有温度依赖性
多功能聚合物胶束
多功能聚合物胶束是指能满足多种靶向策略需要的胶束。 Kataoka制备了folate–PEO–p(Asp–Hyd–DOX)胶束,该胶束可以特异蓄积于肿瘤细胞并 通过受体介导的胞吞作用进入细胞内,与药物连接的腙键在细胞内酸环境下水解释放出 药物。 Torchilin制备了一种双靶向的pH敏感性免疫胶束。
OmpF蛋白:一种革兰氏阴性菌 目的:提高胶束稳定性,进一步延长胶束的循环时间,可暂时控制 细胞外膜蛋白。 药物的释放。 只允许分子量在400Da以下的小 分子物质透过; 通过Donnan膜电势可控制该通 道蛋白的关闭。
在胶束递药系统中添加助剂,如通道蛋白和金属微粒。 2 目的:控制药物的释放。例如,通过外部刺激实现脉冲释药。
pH敏感型胶束
表面修饰的聚合物胶束
将单克隆抗体,抗原结合片段,糖类,多肽,叶酸,转铁蛋白等化学键合于 胶束表面,使其具有主动靶向作用。
温度敏感型胶束 作用
1、局部温度升高,促进药物在局部选择性释放 2、增大肿瘤组织的血流量 3、增强内皮细胞的渗透性,增加胶束在肿瘤组织的蓄积 4、增强靶细胞对药物的渗透性或敏感性 5、增强细胞与胶束的相互作用力而增强细胞对胶束的摄取
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嵌段共聚物类型 AB型
合成方法 基于顺序加料的阴离子聚合法 基于顺序加料的阳离子聚合法 基于顺序加料的自由基聚合法 基于顺序加料的阴离子聚合法 活性链偶联法 双官能度引发剂法(阳离子/阴离子) 双官能度引发剂与两步加料法相结合的 自由基聚合法 基于三步加料的聚合法