本發(fā)明屬于生物抗污材料領(lǐng)域,具體涉及一種新型的具有微相分離結(jié)構(gòu)的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的制備方法及其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù):
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)(Amphiphilic Conetworks,APCNs)自1988年被首次報(bào)道以來,目前已經(jīng)成為一種具有廣泛應(yīng)用的生物高分子材料。它是由共價(jià)鍵互相連接兩種具有連續(xù)形態(tài)的親水鏈段和疏水鏈段(HI/HO),這兩種鏈段分別聚集形成微相分離的相態(tài)結(jié)構(gòu),且各自保留原有的物理和化學(xué)性質(zhì),是一種具有介質(zhì)(溶劑)響應(yīng)性和形態(tài)異構(gòu)化的“智能化聚合物網(wǎng)絡(luò)”。廣為人知的軟性角膜接觸鏡就是一種由高度親水相(通常為PDMAAm和PNVP)與高度疏水PDMS疏水相結(jié)合的APCN,且早在1971年,博士倫公司就已經(jīng)將軟性角膜接觸鏡(Soft Contact Lens)全面推向市場,視康公司也緊隨其后推出了一系列以APCN型接觸鏡為主的軟性染色及散光角膜接觸鏡。經(jīng)過科學(xué)家們不斷的發(fā)掘探索,這種具備良好生物相容性的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的使用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了藥物緩釋、醫(yī)用分離、組織工程等領(lǐng)域。除此之外,APCN特殊的微相分離結(jié)構(gòu)也有望應(yīng)用在金屬表面抗污粘合劑、智能響應(yīng)新材料、高透氧膜制備等方面。
目前報(bào)道的APCN制備方法中主要有自由基聚合法、預(yù)聚物結(jié)合法以及活性可控聚合法。自由基聚合是一種由傳統(tǒng)小分子單體與遙爪大分子單體進(jìn)行自由基共聚制備APCNs的方法,也是目前合成APCN最廣泛被使用的方法。根據(jù)自由基產(chǎn)生的方式可以分為熱引發(fā)和光引發(fā)過程。熱引發(fā)使用的是傳統(tǒng)的偶氮與過氧化合物引發(fā)自由基生成。這種方法有個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是簡單,通過選用足夠大相對分子質(zhì)量的主鏈段(對于有效交聯(lián)而言)和合成相對分子質(zhì)量可精確控制的大分子交聯(lián)劑,就可以利用共聚動力學(xué)將無規(guī)主鏈的相對分子質(zhì)量精確控制并計(jì)算出來。然而熱力學(xué)引發(fā)自由基聚合也有其缺點(diǎn),例如會產(chǎn)生許多不可避免的副反應(yīng)。光引發(fā)自由基聚合在合成APCNs方面尤其突出,如在角膜接觸鏡的應(yīng)用領(lǐng)域上,被極其成功地用作長期佩戴型軟性角膜接觸鏡的制備方法。例如,博士倫公司的Balafilcon A和視康公司的Lotrafilcon A兩種角膜接觸鏡均是采用光交聯(lián)/光引發(fā)共聚制備APCN的方法。德國學(xué)者Weber在1988年提出了化學(xué)偶聯(lián)法制備APCNs,即分別合成功能化的親水與親油預(yù)聚物,再將其放入二者共同的良溶劑中。其簡便高效,而且對目標(biāo)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)能起到很好的控制作用,通過控制預(yù)聚物的分子結(jié)構(gòu)即可得到具有預(yù)期結(jié)構(gòu)的APCNs體系,因此近年來發(fā)展很快。然而這種方法易產(chǎn)生懸垂鏈,降低網(wǎng)絡(luò)機(jī)械性能。為了改善聚合可控性,提高網(wǎng)絡(luò)力學(xué)性能,研究者提出了活性可控聚合法,通過精確控制嵌段長度從而連續(xù)制備兩親性嵌段共聚物,然后添加傳統(tǒng)交聯(lián)劑使其交聯(lián)成具有統(tǒng)一篩孔尺寸的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),現(xiàn)已經(jīng)被系統(tǒng)地利用到了APCNs的合成中。其包括氮氧穩(wěn)定自由基聚合(NMP)、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)等。
構(gòu)造APCN的難點(diǎn)在于控制親疏水鏈段的分子量及其比例,以及提高交聯(lián)固化的穩(wěn)定性。因此必須要提高聚合過程的可控性以及交聯(lián)反應(yīng)的高效性,得到的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不僅要有良好的機(jī)械性能,還要有足夠的透明度和透氧性,而且無細(xì)胞毒性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種具有清潔無污、良好抗蛋白吸附性的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)及其制備方法。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其特征在于,其制備方法包括:利用聚乙二醇制備親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑;將所述的親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑和疏水性單體進(jìn)行RAFT聚合制備兩親性嵌段共聚物;通過胺解還原法除去所述的兩親性嵌段共聚物的末端三硫酯基;利用巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾和紫外光引發(fā)交聯(lián)制備清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
優(yōu)選地,所述的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為1.5MPa~3.0MPa,斷裂伸長率為50%~350%,在正己烷中溶脹度為20%~100%,在水中溶脹度為50%~300%,氧透過率為300~1000Barrers。
優(yōu)選地,所述的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的溶膠含量不高于10%,抗拉強(qiáng)度為1.7MPa~3.0MPa,斷裂伸長率為80%~350%。
本發(fā)明還提供了上述的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的制備方法,其特征在于,包括:
第一步:將RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、聚乙二醇、溶劑A、羧酸活化劑和脫水劑混合,在25℃~43℃下反應(yīng)24~48小時(shí),純化,得到親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑;
第二步:將所述的親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、疏水性單體、溶劑B和引發(fā)劑混合,在惰性氣氛下,60℃~70℃下進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)8~24小時(shí),純化,得到兩親性嵌段共聚物;
第三步:取所述的兩親性嵌段共聚物、正胺、硫醇還原劑和溶劑C混合,在惰性氣氛下,室溫下反應(yīng)10-60分鐘后,注射添加丙烯酸酯,并反應(yīng)10-24小時(shí),純化,得到通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物;
第四步:將第三步所得的兩親性嵌段共聚物同時(shí)進(jìn)行巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾和紫外光引發(fā)交聯(lián),制備清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);或?qū)⒌谌剿玫膬捎H性嵌段共聚物先進(jìn)行巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾,得到氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物,再對氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物進(jìn)行紫外光引發(fā)交聯(lián),制備清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
優(yōu)選地,所述第一步中的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、聚乙二醇、溶劑A、羧酸活化劑和脫水劑的重量比為3.2∶5.8~16∶75~90∶0.3~0.5∶2.5~5.0。
優(yōu)選地,所述第一步中的聚乙二醇的重均分子量為2k~10k,更優(yōu)選為4k~6k,更優(yōu)選為4k。
優(yōu)選地,所述第一步中的羧酸活化劑為4-二甲氨基吡啶(DMAP),脫水劑為N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)。
優(yōu)選地,所述第二步中的親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、疏水性單體、溶劑B和引發(fā)劑的重量比為4.5∶2.0~8.3∶85~95∶0.01~0.03。
優(yōu)選地,所述第二步所得的兩親性嵌段共聚物中親水鏈段與疏水鏈段的(重量比,除特別說明外,下文所述比例皆指重量比)比例為9/2~9/12,更優(yōu)選為9/4~9/8。
優(yōu)選地,所述第二步中的兩親性嵌段共聚物的重均分子量為8k~20k。
優(yōu)選地,所述第二步中的疏水性單體為甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)、丙烯酸丙炔酯或甲基丙烯酸丙炔酯,引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(AIBN)、過氧化二苯甲酰(BPO)或偶氮(4-氰基戊酸)(ACVA)中的一種。
優(yōu)選地,所述第三步中的兩親性嵌段共聚物、正胺、硫醇還原劑、溶劑C和丙烯酸酯的重量比為5.0∶0.1~0.7∶1.0~2.8∶92~95∶0.2~1.0。
優(yōu)選地,所述第三步的催化劑為三乙胺TEA、正丁胺或偶氮二異丁腈AIBN中的一種。
優(yōu)選地,所述第三步中的正胺為正丁胺,硫醇還原劑為(三(2-氯乙基)磷酸酯)(TCEP),丙烯酸酯為丙烯酸羥乙酯(HEA)或丙烯酸丁酯(t-BA)。
優(yōu)選地,所述第四步中的對氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物進(jìn)行紫外光引發(fā)交聯(lián)的具體步驟包括:取氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物、交聯(lián)劑、溶劑F和光引發(fā)劑混合,在紫外光照射下固化交聯(lián),得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
優(yōu)選地,所述第四步中的利用巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾第三步所得的兩親性嵌段共聚物的具體步驟包括:將第三步所得的兩親性嵌段共聚物、氨基酸鹽、溶劑D和催化劑混合,在惰性氣氛下,在55℃~70℃下反應(yīng)8~20小時(shí),純化,得到氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物。
優(yōu)選地,所述第四步中的兩親性嵌段共聚物、氨基酸鹽、溶劑D和催化劑的重量比為6.5∶0.8~3.6∶90~95∶0.01~0.05。
優(yōu)選地,所述第四步的L-半胱氨酸鹽酸鹽和第二步的疏水性單體的比例為1/3~5/6,更優(yōu)選為1/2。
優(yōu)選地,所述第四步中紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為0.5-1.5W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為20s~180s,更優(yōu)選地,所述的光強(qiáng)為1.0W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s。
更優(yōu)選地,所述第四步的光引發(fā)劑為安息香二甲醚(DMPA)光引發(fā)劑,所述的交聯(lián)劑為(巰丙基)聚甲基硅氧烷(以下簡稱巰基硅油,生產(chǎn)廠家為美國GELEST公司,型號為SMS-992)。
優(yōu)選地,所述的第四步中的將第三步所得的兩親性嵌段共聚物同時(shí)進(jìn)行巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾和紫外光引發(fā)交聯(lián)的具體步驟包括:將第三步所得的兩親性嵌段共聚物、氨基酸鹽、溶劑D和催化劑混合,在惰性氣氛下,在55℃~70℃下反應(yīng)8~20小時(shí),純化,得到氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物。
更優(yōu)選地,所述第四步的氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物、交聯(lián)劑、溶劑F和光引發(fā)劑的重量比為10.0∶1.0~3.0∶85~93∶0.5。
優(yōu)選地,所述第一步中的反應(yīng)溫度為36℃,第二步中的反應(yīng)溫度為63℃,第四步的反應(yīng)溫度為55℃。
優(yōu)選地,所述的溶劑A、溶劑B、溶劑C、溶劑D和溶劑F獨(dú)立地為二氯甲烷、四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、正丁醇、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜的一種或兩種以上的混合物。
優(yōu)選地,所述的純化包括用萃取劑萃取,萃取劑選擇為正己烷、乙醚、石油醚,優(yōu)選混合萃取劑正己烷/乙醚=1/1。
本發(fā)明還提供了上述的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了上述的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)在制備隱形眼鏡、人工臟器和藥物控制釋放載體中的應(yīng)用。
本發(fā)明采用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization,RAFT)對共聚物主鏈親疏水鏈段的分子量進(jìn)行可控聚合,得到含有親疏水鏈段的兩親性共聚物,通過對末端進(jìn)行胺解還原去色和利用巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)(Thiol-ene Click Chemistry)對懸垂側(cè)鏈進(jìn)行半胱氨酸修飾,最后利用紫外光固化邁克爾加成交聯(lián)制備出一種新型的兩親性抗污聚合物網(wǎng)絡(luò)。
可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合是活性/可控自由基聚合(controlled radical polymerization,CRP)的一種,它是通過在聚合體系中加入鏈轉(zhuǎn)移系數(shù)高的特種鏈轉(zhuǎn)移劑,然后利用增長自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑的之間的可逆鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)(退化轉(zhuǎn)移)來降低自由基的濃度,從而實(shí)現(xiàn)控制聚合體系中增長自由基濃度,達(dá)到活性可控的目的。RAFT法具有單體適用范圍廣、聚合條件溫和(60~70℃下即可進(jìn)行)、原料廉價(jià)易得、分子量可控且分子量分布較窄等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計(jì)的過程中,廣泛用于合成一系列結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能特殊的聚合物材料如嵌段、接枝、星狀、梯狀、超支化聚合物等,尤其是在制備網(wǎng)絡(luò)尺寸可控的APCN方面,具有無法比擬的優(yōu)勢。
而通過RAFT活性可控聚合法合成的聚合物通常都帶有活性官能團(tuán)(C=S),這些活性官能團(tuán)通常都具有一定的毒性,為達(dá)到更好的生物相容性,為后續(xù)構(gòu)造具有良好生物相容性的生物材料,有必要對末端基三硫酯基進(jìn)行還原去除。而利用簡便的胺解還原反應(yīng),可以高效地去除三硫酯鍵,降低其生物毒性,即在RAFT聚合產(chǎn)物中添加少量的正胺,使其發(fā)生碳硫酯鍵的胺解還原反應(yīng),生成巰基(-HS)官能團(tuán),然后在TCEP試劑保護(hù)下,能繼續(xù)與(甲基)丙烯酸(酰胺)發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)(Micheal addition reaction)。這種方法操作簡便,且能有效去除二硫酯和三硫酯鍵。
點(diǎn)擊化學(xué)是由諾貝爾化學(xué)獎得主Shapless在2001年提出的一個(gè)有機(jī)合成概念,它是指利用易得的化學(xué)原料,通過快速高效、高效的、具有選擇性的模塊化的化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)碳與雜原子之間的連接。典型的反應(yīng)類型有銅催化的疊氮-炔基Husigen環(huán)加成反應(yīng)和巰基-烯/炔點(diǎn)擊反應(yīng)。尤其是基于巰基無銅催化的烯/炔綠色點(diǎn)擊反應(yīng),由于其具有反應(yīng)條件簡單、快速、強(qiáng)立體選擇性、產(chǎn)物對水和氧不敏感、收縮應(yīng)力低、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),在基材表面修飾、納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料、聚合物功能化等方面被廣泛研究。
本發(fā)明從綠色合成和原子經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),將以上技術(shù)高效結(jié)合制備出具有特定功能聚合物。具體地,采用RAFT技術(shù)制備親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑,然后利用其可控聚合優(yōu)勢接入具有功能基團(tuán)的疏水性丙烯酸酯,從而合成親疏水鏈段及分子量可控的嵌段共聚物;接著通過添加少量正胺將末端三硫酯基胺解還原為巰基,而后在TCEP試劑保護(hù)下,繼續(xù)與(甲基)丙烯酸(酰胺)發(fā)生邁克爾加成反應(yīng),形成穩(wěn)定無毒的丙烯酸化末端;然后,結(jié)合巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)在所合成聚合物懸垂側(cè)鏈部分接入少量氨基酸類生理活性物質(zhì)。最后,通過簡單的邁克爾加成反應(yīng)交聯(lián)得到兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用的聚合工藝條件溫和、高效、可控性好,化學(xué)修飾方法清潔、簡單,引發(fā)方式多樣,交聯(lián)所得的APCN具有性能優(yōu)良、網(wǎng)絡(luò)尺寸可控、力學(xué)強(qiáng)度、透明度高,韌性強(qiáng),水油相中溶脹性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),且熱力學(xué)穩(wěn)定性高于一般的線性高聚物,可廣泛應(yīng)用于藥物緩釋、隱形眼鏡、生物導(dǎo)管等生物醫(yī)用領(lǐng)域,同時(shí)在制備污涂層方面也具有很好的前景,可應(yīng)用于海洋抗污涂層。
附圖說明
圖1為實(shí)施例2中原料PEG(a)、大分子鏈轉(zhuǎn)移劑(b)和半胱氨酸修飾前后(c)&(d)的三嵌段兩親性共聚物的核磁共振譜圖。從圖中可以看出,(b)圖在0.9ppm、1.8ppm、3.2ppm的化學(xué)位移出現(xiàn)了RAFT試劑末端峰,證明大分子鏈轉(zhuǎn)移劑合成成功;(c)圖在4.5-6.25ppm之間的化學(xué)位移處出現(xiàn)了代表碳碳雙鍵氫的三個(gè)峰,證明了三嵌段制備成功;(d)圖在4.2ppm和3.4ppm的化學(xué)位移處出現(xiàn)了半胱氨酸連接的α-碳?xì)浜挺?碳?xì)浞?,證明半胱氨酸接入成功。
圖2為實(shí)施例2中由兩親性嵌段共聚物在半胱氨酸修飾前后(a)&(b)制備得到的APCN的紅外光譜。由圖中可以看出,(a)中1648cm-1處不飽和碳碳雙鍵吸收峰的消失說明了交聯(lián)很充分,同時(shí)(b)圖中在3380cm-1和1613cm-1處出現(xiàn)的吸收峰代表著半胱氨酸上氨基的伸縮振動和面內(nèi)彎曲振動峰,而說明了對APCN半胱氨酸修飾成功。
圖3為實(shí)施例2中所得兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)(APCN)的原子力顯微鏡(AFM)相圖。圖中可看到明顯的親疏水相的連續(xù)形態(tài),發(fā)亮區(qū)域?yàn)檐浂尉酃柩跬槭杷湺?,暗淡區(qū)域?yàn)橛捕尉垡叶加H水鏈段。相圖結(jié)構(gòu)無規(guī)地存在明顯的界限,且為微納米級別相態(tài)分離,這是APCN典型的微相分離結(jié)構(gòu)。
圖4為實(shí)施例2中兩親性嵌段共聚物在半胱氨酸修飾前(左)后(右)制備得到的APCN在熒光標(biāo)記蛋白吸附測試中的激光共聚焦顯微鏡圖。由圖中可看到,純APCN的蛋白吸附較為明顯,且呈現(xiàn)團(tuán)聚狀態(tài),而經(jīng)半胱氨酸修飾后的APCN蛋白吸附量明顯減少,且團(tuán)聚不明顯,說明制備得到的APCN具有比修飾前更好的抗蛋白吸附性。
圖5分別為實(shí)施例2中所得兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的圓形干膜(左)和濕態(tài)膜(右)照片。得到的APCN均勻、無色透明,厚度為20-40μm,是一種柔軟而富有彈性的納米相膜材料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
本文中涉及到多種物質(zhì)的添加量、含量及濃度,其中所述的“份”,除特別說明外,皆指“重量份”;所述的百分含量,除特別說明外,皆指質(zhì)量百分含量。
本發(fā)明的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(TTC)]具體的合成方法如下:將250ml的三口燒瓶置于冰水浴(使瓶內(nèi)溫度小于10℃),通入氬氣以排除瓶內(nèi)空氣后,依次加入聚四氟乙稀攪拌磁子、16.15g正十二烷基硫醇、48.5g丙酮、1.3g甲基三辛?;然@?;旌先芤后w系攪拌10min使其充分溶解后,通過恒壓漏斗緩慢滴入6.67g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液,滴加完畢后持續(xù)攪拌15min。向體系中緩慢滴加含6.1g二硫化碳和6.8g丙酮的混合液,再次攪拌10min后,快速加入14.25g三氯甲烷。再次向反應(yīng)瓶中緩慢滴加32g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液,20min內(nèi)滴完,并室溫下(25℃)攪拌過夜。向反應(yīng)球瓶內(nèi)加入120ml蒸餾水,然后滴加16-20ml濃鹽酸使反應(yīng)體系達(dá)到強(qiáng)酸性(PH~1),劇烈攪拌并通入氮?dú)?h以除去殘留的丙酮、氯仿、硫醇及二硫化碳等有機(jī)溶劑。過濾,取出上層固體并將其溶解于500ml異丙醇,再次過濾并取濾液,旋蒸濃縮至50ml左右。將得到的濃縮液趁熱溶于200ml的正己烷中,于室溫下(25℃)冷卻,待粗產(chǎn)物結(jié)晶析出,過濾后取固體產(chǎn)物。重復(fù)重結(jié)晶操作(正己烷微熱溶解-室溫冷卻結(jié)晶析出)以純化產(chǎn)物。產(chǎn)物于50℃烘箱內(nèi)真空干燥12h以上,最后得到淡黃色固體產(chǎn)物(產(chǎn)率為92.3%)(低溫避光保存,熔點(diǎn)為60-63℃)。本發(fā)明中RAFT試劑也可采用市售產(chǎn)品,本發(fā)明其余原料為市售產(chǎn)品。
對下述各實(shí)施例得到的進(jìn)行如下技術(shù)指標(biāo)的測試評估。
一、測試方法及標(biāo)準(zhǔn):
溶膠含量測試:將交聯(lián)成膜后樣品表面擦拭干凈后稱重,得初始質(zhì)量m0,然后分別用DMF、甲苯、去離子水對膜樣品洗滌,每種溶液均浸泡24小時(shí)。直至樣品中未反應(yīng)的溶膠全部被洗出。用試紙擦凈并烘干后稱重,得質(zhì)量mt。按下式計(jì)算溶膠含量Sol%:
溶脹率(溶脹度)Sw測試:將干燥的膜樣品稱重,得初始質(zhì)量m0,然后分別浸泡于去離子水、正己烷和乙醇中。在不同的時(shí)間點(diǎn)取樣,用試紙擦凈并烘干后稱重,得質(zhì)量mt,直到樣品質(zhì)量不再變化。下式為溶脹率(溶脹度)Sw%計(jì)算公式:
力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率)測試:將膜樣品制成一定大小的條狀,室溫下用萬能試驗(yàn)機(jī)(KEXIN,WDW3020,長春科新)測試。測試速率為10mm/min。每個(gè)樣品至少測5次,以確保測量值的準(zhǔn)確性。
氧透過率測試:使用OX2/23氧氣透過率測試儀(濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司)對膜樣品進(jìn)行氧透過率測試。
表面粗糙度測試:利用原子力顯微鏡(Agilent 5500)觀察膜表面形貌及粗糙度。輕敲模式,掃描范圍:300nm×300nm。
蛋白吸附測試:制備異硫氰酸熒光素FITC標(biāo)記的牛血清蛋白BSA溶液(FITC-BSA,0.01mol/L,PH=7.4)和PH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS),每次以FITC-BSA∶PBS體積比為1∶10~1∶20稀釋取用。測試時(shí),將膜樣品浸泡其中24小時(shí)后取出,用去離子水多次洗滌膜表面后用試紙擦干凈表面殘留的液體。采用激光共聚焦顯微鏡(*TCS SP5/TCS SP5 II)觀察膜表面蛋白吸附情況。
二、實(shí)驗(yàn)材料:
1、RAFT試劑為自制,也可采用市售產(chǎn)品,制備過程見第8頁。
2、巰基硅油是指(巰丙基)聚甲基硅氧烷,生產(chǎn)廠家為美國GELEST公司,型號為SMS-992。
其他試劑皆為分析純,均購自中國醫(yī)藥(集團(tuán))上海化學(xué)試劑公司。
實(shí)施例1
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、0.3wt%的DMAP(4-二甲氨基吡啶)、2.6wt%的DCC(N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺)、5.8wt%的PEG(聚乙二醇,Mw=2k)與88.1wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在室溫下(25℃)磁力攪拌反應(yīng)48小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃的冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步::將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、8.3wt%的AMA(甲基丙烯酸烯丙酯)、0.01wt%的AIBN(偶氮二異丁腈)、87.19wt%的無水THF(四氫呋喃)混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于65℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)12小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為7.8kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為42∶40。
第三步:將5.0wt%的兩親性三嵌段共聚物、0.2wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%的兩親性嵌段共聚物、2.0wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.01wt%的AIBN、91.49wt%的無水DMSO(二甲基亞砜)混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)18小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=3.5-5kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.0wt%的巰基硅油、88.5wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.0W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
所得的清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.2MPa,斷裂伸長率為103%,在正己烷中溶脹度為80%,在水中溶脹度為98%,氧透過率為200barrers,溶膠含量Sol=6.8%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例1得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例1制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例2
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:利用聚乙二醇制備親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑:將3.2wt%的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、0.4wt%的DMAP(4-二甲氨基吡啶)、2.6wt%的DCC(N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺)、5.8wt%的PEG(聚乙二醇,Mw=4k)與88wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在室溫下(25℃)磁力攪拌反應(yīng)48小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將所述的親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑和疏水性單體進(jìn)行RAFT聚合制備兩親性嵌段共聚物:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、5.0wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、90.49wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于65℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)12小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為10.0kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶42。
第三步:通過胺解還原法除去所述的兩親性嵌段共聚物的末端三硫酯基:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.4wt%的正丁胺、痕量(0.001M%)的TCEP與94wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將所得的兩親性嵌段共聚物先進(jìn)行巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)方法修飾,得到氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物:將6.5wt%胺解還原后的三嵌段共聚物、1.4wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.07wt%的AIBN、92.03wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)18小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=3.5-5kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:對氨基酸功能化的兩親性嵌段共聚物進(jìn)行紫外光引發(fā)交聯(lián),制備清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò):將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.0W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
所得的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.5MPa,斷裂伸長率為160%,在正己烷中溶脹度為52%,在水中溶脹度為180%,常溫透光率為93%,溶膠含量Sol=4.1%。
圖1為實(shí)施例2中原料PEG(a)、大分子鏈轉(zhuǎn)移劑(b)和半胱氨酸修飾前后的三嵌段兩親性共聚物(c)&(d)的核磁共振譜圖。從圖中可以看出,(b)圖在0.9ppm、1.8ppm、3.2ppm的化學(xué)位移出現(xiàn)了RAFT試劑末端峰,證明大分子鏈轉(zhuǎn)移劑合成成功;(c)圖在4.5-6.25ppm之間的化學(xué)位移處出現(xiàn)了代表碳碳雙鍵氫的三個(gè)峰,證明了三嵌段制備成功;(d)圖在4.2ppm和3.4ppm的化學(xué)位移處出現(xiàn)了半胱氨酸連接的α-碳?xì)浜挺?碳?xì)浞?,證明半胱氨酸接入成功。
圖2為實(shí)施例2中由兩親性嵌段共聚物在半胱氨酸修飾前后(a)&(b)制備得到的APCN的紅外光譜。由圖中可以看出,(a)中1648cm-1處不飽和碳碳雙鍵吸收峰的消失說明了交聯(lián)很充分,同時(shí)(b)圖中在3380cm-1和1613cm-1處出現(xiàn)的吸收峰代表著半胱氨酸上氨基的伸縮振動和面內(nèi)彎曲振動峰,而說明了對APCN半胱氨酸修飾成功。
圖3為實(shí)施例2中所得兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)(APCN)的原子力顯微鏡(AFM)相圖。圖中可看到明顯的親疏水相的連續(xù)形態(tài),發(fā)亮區(qū)域?yàn)檐浂尉酃柩跬槭杷湺?,暗淡區(qū)域?yàn)橛捕尉垡叶加H水鏈段。相圖結(jié)構(gòu)無規(guī)地存在明顯的界限,且為微納米級別相態(tài)分離,這是APCN典型的微相分離結(jié)構(gòu)。
圖4為實(shí)施例2中兩親性嵌段共聚物在半胱氨酸修飾前(左)后(右)制備得到的APCN在熒光標(biāo)記蛋白吸附測試中的激光共聚焦顯微鏡圖。由圖中可看到,純APCN的蛋白吸附較為明顯,且呈現(xiàn)團(tuán)聚狀態(tài),而經(jīng)半胱氨酸修飾后的APCN蛋白吸附量明顯減少,且團(tuán)聚不明顯,說明制備得到的APCN具有比修飾前更好的抗蛋白吸附性。
圖5分別為實(shí)施例2中所得兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的圓形干膜(左)和濕態(tài)膜(右)照片。得到的APCN均勻、無色透明,厚度為20-40μm,是一種柔軟而富有彈性的納米相膜材料。
實(shí)施例3
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、0.4wt%的DMAP(4-二甲氨基吡啶)、3.3wt%的DCC(N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺)、11.2wt%的PEG(聚乙二醇,Mw=6k)與81.9wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在室溫下(25℃)磁力攪拌反應(yīng)48小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、3.4wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、92.09wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于63℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)17小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為11.3kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為134∶36。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.2wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原后的三嵌段共聚物、1.2wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.06wt%的AIBN、92.24wt%的無水DMF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)18小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=6-8kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.0W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.7MPa,斷裂伸長率為113%,在正己烷中溶脹度為48%,在水中溶脹度為210%,氧氣透過率為790barrers,溶膠含量Sol=8.4%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例3得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例3制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例4
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、0.4wt%的DMAP(4-二甲氨基吡啶)、3.5wt%的DCC(N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺)、16.0wt%的PEG(聚乙二醇,Mw=10k)與76.9wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在室溫下(25℃)磁力攪拌反應(yīng)48小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、2.1wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、93.39wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于62℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)17小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為14.7kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為226∶37。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.4wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.4wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、0.8wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.05wt%的AIBN、92.65wt%的無水DMF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)18小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=6-8kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.0wt%的巰基硅油、88.5wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.2W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.6MPa,斷裂伸長率為65%,在正己烷中溶脹度為56%,在水中溶脹度為276%,氧氣透過率為580barrers,溶膠含量Sol=9.1%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例4得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例4制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例5
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑[2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸]、0.5wt%的DMAP(4-二甲氨基吡啶)、3.0wt%的DCC(N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺)、8.6wt%的PEG(聚乙二醇,Mw=4k)與84.7wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在35℃磁力攪拌反應(yīng)36小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、2.4wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、93.04wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于70℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)8小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為7.2kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶20。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.2wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、0.9wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.05wt%的AIBN、92.55wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于70℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)1小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=3.5kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.5W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為60s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.1MPa,斷裂伸長率為112%,在正己烷中溶脹度為60%,在水中溶脹度為143%,常溫透光率為86%,溶膠含量Sol=8.9%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例5得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例5制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例6
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑、0.4wt%的DMAP、2.5wt%的EDCI[1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽]、8.6wt%的PEG(Mw=4k)與85.3wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在35℃磁力攪拌反應(yīng)36小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、3.6wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、91.89wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于67℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)10小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為8.5,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶30。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.4wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.4wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、1.1wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.06wt%的AIBN、92.34wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于65℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)13小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=3.5kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為0.8W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為180s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為1.8MPa,斷裂伸長率為134%,在正己烷中溶脹度為87%,在水中溶脹度為101%,氧氣透過率為565barrers,溶膠含量Sol=8.9%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例6得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例6制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例7
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑、0.4wt%的DMAP、2.8wt%的EDCI、8.6wt%的PEG(Mw=4k)與85wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在43℃下磁力攪拌24小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、6.0wt%的AMA、0.02wt%的AIBN、89.48wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于63℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)17小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為11.0kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶50。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.6wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.4wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、1.8wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.08wt%的AIBN、91.62wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)18小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=3.5kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.0wt%的巰基硅油、88.5wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為0.6W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為180s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
所得的兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為1.7MPa,斷裂伸長率為163%,在正己烷中溶脹度為67%,在水中溶脹度為125%,氧透過率為367barrers,溶膠含量Sol=7.6%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例7得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例7制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例8
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑、0.5wt%的DMAP、2.8wt%的EDCI、8.6wt%的PEG(Mw=4k)與84.85wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在43℃下磁力攪拌24小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、7.1wt%的AMA、0.03wt%的AIBN、88.37wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)24小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為12.2kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶60。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.6wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.4wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、2.3wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.08wt%的AIBN、91.12wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于55℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)20小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=6-8kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為0.5W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為115s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為1.9MPa,斷裂伸長率為116%,在正己烷中溶脹度為78%,在水中溶脹度為123%,氧氣透過率為327barrers,溶膠含量Sol=5.6%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例8得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例8制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例9
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑、0.5wt%的DMAP、2.8wt%的EDCI、8.6wt%的PEG(Mw=4k)與84.9wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在室溫下磁力攪拌48小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、5.0wt%的甲基丙烯酸丙炔酯、0.01wt%的AIBN、90.49wt%的無水DMF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于60℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)24小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為10.0kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為90∶42。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.2wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%g)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、2.3wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.08wt%的AIBN、91.12wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于55℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)20小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=6-8kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.2W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為95s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.2MPa,斷裂伸長率為72%,在正己烷中溶脹度為87%,在水中溶脹度為110%,氧氣透過率為423barrers,溶膠含量Sol=6.7%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例9得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例9制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。
實(shí)施例10
一種清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò),其制備方法為:
第一步:將3.2wt%的RAFT試劑、0.5wt%的DMAP、4.0wt%的EDCI、16.0wt%的PEG(Mw=10k)與76.3wt%的無水二氯甲烷混合,并放入四氟攪拌磁子,在35℃下磁力攪拌36小時(shí)后,使混合物通過中性氧化鋁層析柱(洗脫劑為二氯甲烷),將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后重新用二氯甲烷溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀PEG親水性大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。
第二步:將4.5wt%的PEG大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、2.1wt%的AMA、0.01wt%的AIBN、93.39wt%的無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于65℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下,進(jìn)行RAFT聚合反應(yīng)12小時(shí)后取下冷卻并通入空氣,用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷∶無水乙醚(1∶1)萃取洗滌純化,并趁冷抽濾后重新用THF溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到淡黃色粉末狀的兩親性三嵌段共聚物,重均分子量為14.7kDa,其中,親水鏈段與疏水鏈段的重復(fù)單元個(gè)數(shù)比為226∶37。
第三步:將5.0wt%的三嵌段共聚物、0.2wt%的正丁胺、痕量(0.001wt%)的TCEP與94.2wt%無水THF混合,并放入四氟攪拌磁子。室溫下(25℃)緩慢通入氬氣,在氬氣氣氛下反應(yīng)10分鐘,溶液變成無色透明狀,注射添加0.6wt%的t-BA(丙烯酸丁酯),繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)。將得到的濾液真空旋蒸濃縮,并用10倍于產(chǎn)物量的0℃冰正己烷萃取洗滌純化,趁冷抽濾后用THF重新溶解。多次萃取溶解后,將產(chǎn)物于60℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到白色粉末狀通過胺解還原法除去末端三硫酯基的兩親性嵌段共聚物。
第四步:將6.5wt%胺解還原的三嵌段共聚物、0.8wt%的L-半胱氨酸鹽酸鹽、0.06wt%的AIBN、92.64wt%的無水DMSO混合,并放入四氟攪拌磁子。將反應(yīng)體系置于低溫恒溫槽中冷卻,維持內(nèi)部溫度5℃以下,向燒瓶中通氬氣以排除空氣,30分鐘后密封體系并置于55℃油浴鍋中,在氬氣氣氛下反應(yīng)20小時(shí)后,將混合體系轉(zhuǎn)移至透析袋(MWCO=6-8kD,美國光譜醫(yī)學(xué),再生纖維素)中純化,外透析液為DMSO,共透析三次,每12小時(shí)換一次透析液。將透析液換成去離子水后實(shí)施同樣的操作。冷凍干燥24小時(shí)后得到白色粉末狀產(chǎn)物即半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物。
第五步:將10.0wt%經(jīng)半胱氨酸修飾的兩親性嵌段共聚物、1.8wt%的巰基硅油、87.7wt%的DMF與0.5%的DMPA光引發(fā)劑混合均勻,并通過0.45μm的無紡布過濾,得到預(yù)交聯(lián)溶液。將預(yù)交聯(lián)溶液滴到載玻片上(四周由普通聚乙烯膠帶圍住,高度固定為1毫米),在紫外光照射下固化交聯(lián),所述的紫外光的波長為365nm、功率4W,光強(qiáng)為1.3W/cm2,固化交聯(lián)時(shí)間為75s,得到清潔抗污型兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)。
兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò)的抗拉強(qiáng)度為2.8MPa,斷裂伸長率為62%,在正己烷中溶脹度為45%,在水中溶脹度為190%,氧氣透過率為431barrers,溶膠含量Sol=9.7%。核磁共振譜圖、紅外光譜圖、AFM相圖顯示出實(shí)施例10得到了兩親性共聚物網(wǎng)絡(luò);激光共聚焦掃描顯微鏡顯示出實(shí)例10制備的APCN的抗蛋白吸附情況(未圖示)。