华东理工大学Martien A. Cohen Stuart 课题组在超分子聚电解质自组装胶束领域取得新进展

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近日，华东理工大学化工学院Martien A. Cohen Stuart （荷兰皇家科学院院士）课题组在超分子聚电解质自组装胶束领域的研究取得新进展。相关成果“Beating Brine. Supramolecular Crosslinker gives Salt Resistent PIC Micelles and Improved MRI Contrast Agents”被国际顶级化学期刊 《德国应用化学》报道（Angew. Chem. Int. Ed., 2018 DOI: 10.1002/anie.201805707）。

聚电解质自组装形成的胶束在生物医药领域具有潜在应用前景，例如，作为药物、酶和DNA的载体。但是聚电解质胶束对离子强度很敏感，盐可以屏蔽高分子链段之间的静电作用力，从而使得胶束被解离破坏。通常情况下聚电解质胶束在生理盐浓度下不能稳定存在，这极大的限制了聚电解质胶束在生物医药领域的应用。

图1

为了解决该难题，课题组在前期的一种由带负电的M-L₂链状超分子聚电解质和带正电的P₂MVP₄₁-PEO₂₀₅嵌段高分子自组装形成的金属型聚电解质胶束的研究工作基础上（Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1807 –1809），引入了一种三齿配体（L3），L3的引入使得胶束内核产生了交联，交联的密度和胶束的耐盐性可以简单的通过改变两种配体的化学计量比来调控（图1、2）, 从而为聚电解质胶束在生物医药环境下的进一步应用提供了一种有效的策略。

图2

此外，令研究人员意外的是，该策略不仅提高了胶束的盐稳定性，而且能显著的提高该胶束体系的磁共振造影能力。选用锰离子（Mn²⁺）作为带负电的超分子聚电解质的配位离子时，Mn-L₃ 胶束的弛豫率高达（10.8 mM^-1s^-1），是Mn-L₂胶束的两倍，约是商用造影剂Teslascan®的三倍（图3）。紫外光谱数据解释了弛豫率的提高的原因，随着交联点L₃的引入，胶束核层内三维网状超分子结构的形成使得部分配体和金属离子不能完美地按照理论投料配位比配位，部分金属离子裸露在自由水环境下，进而弛豫率得以提高。

图3

该研究解决了一些关于聚电解质胶束生物医药应用相关的重要科学问题，对设计功能高分子胶束材料、拓宽其应用领域具有启发意义。

论文第一作者是博士研究生王家华，通讯作者是王俊有特聘副研究员、郭旭虹教授和Martien A. Cohen Stuart院士。该研究项目得到了上海市自然科学基金的支持。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201805707

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