巴黎高科化学学院李敏慧教授课题组：CO2响应的囊泡-胶束可逆转变的AIE高分子
The following article is from CBG资讯 Author nanobing
近年来，刺激响应型高分子囊泡在药物递送和纳米反应器等领域备受关注。CO2是一种无毒、温和、便宜且来源丰富的刺激源，同时还具有较好的生物相容性和细胞膜穿透性。有氧生物在代谢碳水化合物和脂质的时候会产生CO2，而研究表明CO2代谢紊乱和多种代谢疾病有关。因此不少研究开发了CO2响应的高分子囊泡，可以在CO2刺激下发生形态的变化。
基于前人的研究，巴黎高科化学学院、北京化工大学李敏慧教授与巴黎居里研究院的研究人员合作，开发了第一例CO2响应的高分子囊泡-胶束可逆转变的聚合物体系（PEG-b-P(DEAEMA-co-TPEMA)），同时该体系还具有聚集诱导发光（AIE）的特点。相关研究成果于近日发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201905089）。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
该聚合物由大分子引发剂mPEG-CTA在AIBN催化下引发2-(二乙胺基)甲基丙烯酸乙酯（DEAEMA）和四苯基乙烯修饰的甲基丙烯酸酯（TPEMA）无规共聚形成，可以通过纳米沉淀法在四氢呋喃/水或者二氧六环/水的混合溶液中自组装形成聚合物囊泡（Scheme 1）。作者利用冷冻透射电镜（Cryo-EM）和动态光散射（DLS）对聚合物囊泡的尺寸和形貌进行了表征，结果显示在四氢呋喃/水中形成的囊泡（421 nm，DLS）尺寸小于二氧六环/水中形成的囊泡（1009 nm，DLS），但是二者的膜的厚度相当，均在14.7 nm左右，小于两条疏水链的长度（25.4 nm），表明疏水链在疏水双分子层中相互缠绕。同时，这些囊泡具有AIE的特点，均可以发出蓝光，量子产量为6%（Figure 1）。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者接下来研究了聚合物囊泡的CO2响应性能，作者分别检测了溶液（二氧六环/水）的导电性、pH、透明度、荧光强度及囊泡的形貌和尺寸变化（Figure 2）。当往水中持续通入CO2后，囊泡溶液的导电性（κ）在6分钟内从5.3增加到50.4 μS/cm，达到50.7 μS/cm之后保持稳定；pH也从7.9降低到4.7，这意味着DEAEMA嵌段会发生质子化；溶液透明度增加到97%（Figure 3）；荧光强度降低了30%；作者猜想这是由于聚合物质子化后亲疏水性发生变化，囊泡转变为小颗粒。作者通过cryo-EM和DLS验证了他们的猜想：由于存在疏水的TPEMA，囊泡因此转变为了12 nm左右的小胶束；但由于组装程度不同，导致TPE的分子内旋转自由度更高，因此荧光强度有所降低。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在给溶液通CO2 20分钟后改为通Ar，溶液的导电性、pH、透明度都有所恢复，cryo-EM表征发现聚合物又重新组装成了形貌不同的囊泡（Figure 4）。这表明在CO2和Ar的反复作用下，这种聚合物可以实现囊泡和胶束之间的可逆转变。这主要是由于DEAEMA嵌段质子化与去质子化导致聚合物亲疏水性发生变化，使得界面张力变化，从而实现这种可逆的转变。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者在本研究中报道了第一例可实现CO2响应的囊泡-胶束可逆转变的聚合物体系，详细研究了其转变过程（通入CO2后由大囊泡转变为小胶束，随后通入Ar后由胶束再转变为形貌各异的大囊泡），并分析了发生转变的原因（亲疏水性变化导致界面张力的变化）。由于这种聚合物具有TPE基团，具有AIE的特点，因此作者认为这种荧光聚合物可能应用于CO2相关的生物传感器和体内药物递送实时监控等领域。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905089
来源：CBG资讯
相关进展
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
关注高分子科学技术 👉
长按二维码关注
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
点
这里“阅读原文”，查看更多