关键词： 树形聚合物   原子转移自由基聚合(ATRP)   合成  

摘要： 原子转移自由基聚合(ATRP)技术是一种新型的可控/活性聚合技术,可有效地对聚合物的分子结构进行设计,制备出各种不同性能、不同组成、不同功能化的结构确定的聚合物。综述了利用ATRP技术合成树枝状-线性嵌段共聚物、类树枝状聚合物(dendrimer-like polymer)、具有刺激-响应性末端基团的树枝状聚合物、树枝状-星型嵌段共聚物和基于树枝状聚合物的聚合物刷的研究进展。

关键词： 核磁共振造影剂   树形大分子   叶酸   靶向富集   细胞毒性   cell-TEM   FA   PAMAM   FA-PEG_((4000 Da))-PAMAM-Gds   MRI  

摘要： 核磁共振造影剂自从20世纪80年代被发现和应用以来,在核磁共振成像中有着独特的位置,对现代医学检测的发展起着重要的作用。为了实现早检测、早发现,本文在树形大分子基础上合成了一种新型的靶向性大分子造影剂FA-PEG (4000Da) PAMAM-Gds,初步了研究了其体外细胞毒性(MTT、FCM实验),组织急慢性毒性(组织切片),细胞靶向性(cell-TEM);体内MR成像,在MR试验中研究了大分子造影剂的驰预率,最佳成像浓度,最佳成像时间以及其在裸鼠体内的代谢等。具体内容如下： 第一章绪论 核磁共振造影剂是用来缩短成像时间、提高成像对比度和清晰度的一种成像增强对比剂。它能改变体内局部组织中水质子的驰预速率,提高正常与患病部位的成像对比度,从而显示体内器官的功能状态。核磁共振造影剂的繁荣发展,使得目前存在的MR造影剂多种多样,其分类方法亦然。四氧化三铁等超顺磁性造影剂、水溶性顺磁钆螯合物磁共振造影剂等都得到深入的研究和发展。新型的靶向大分子造影剂一般指分子量大于20000Da的造影剂复合物,是一类非常具有研究前景的MR造影剂。我们合成并研究了,树形大分子(PAMAM)为载体主体的,聚乙二醇(PEG)调控分子粒径,叶酸组织靶向型,水溶性顺磁性钆螯合物磁共振造影剂：FA-PEG-PAMAM-Gds. 第二章靶向大分子造影剂(FA-PEG-PAMAM-Gds)的合成 采用传统的发散法,以乙二胺为核多步迈克尔加成制备了4.0G的树形大分子聚合物聚酰-胺胺(PAMAM)。将此大分子与丁二酸酐反应得到端基为羧基的PAMAM-COOH。叶酸与聚乙二醇反应制得一端为氨基的分子量不同的叶酸靶向缩合物：H2N-PEG(1000 Da)-NH-FA, H2N-PEG (2000 Da)-NH-FA和H2N-PEG (4000 Da)-NH-FA.靶向缩合物与端基为羧基的PAMAM-COOH部分缩合反应,制备得到靶向大分子载体PAMAM-PEG-FA,同时制备了两种不具靶向性的大分子载体mPEG (5000 Da)-PAMAM和mPEG (2000 Da)-PAMAM。大分子载体与GdCl3·6H2O螯合,得靶向型大分子造影剂复合物FA-PEG-PAMAM-Gds和无靶向性的造影剂复合物Gds-PAMAM-PEG。1H-NMR、FT-IR等表征了酰胺键缩合等反应,证明了合成实验的成功实现。SEM、TEM、DLS等手段对大分子造影剂复合物进行了分子形貌和粒径表征。 第三章靶向大分子造影剂的体外实验研究 本章主要研究靶向型造影剂复合物FP (4000 Da) PGds的体外细胞毒性、生物相容性和细胞表面的靶向性富集。KB、L929、7702等6种细胞的MTT实验,以及辅助性的A549细胞的FCM实验,结果表明了大分子造影剂复合物FP (4000 Da) PGds的基本无细胞毒性、生物相容性高。’心脏、肺部,等组织器官的切片观察,表明大分子造影剂复合物FP (4000 Da) PGds的无急性和慢性组织毒性。细胞株KB和L929的cell-TEM观察结果,表明大分子造影剂复合物FP (4000 Da) PGds在叶酸受体表达成阳性的细胞表面靶向性富集的良好效果。 第四章靶向大分子造影剂的MRI效果评价 FA-PEG(4000 Da)-PAMAM-Gds造影剂复合物的MR实验均在西门子3.0T Trio Tim磁共振成像仪上完成了。完成动物体内/皮下肿瘤接种的基础上,设计并完成了驰预率的测定、体内最佳成像时间确定、代谢规律初步研究和肿瘤处靶向富集成像等实验,对造影剂复合物FA-PEG (4000 Da)-PAMAM-Gds的一些基本性质做了初步的研究。

关键词： 发散法   树形聚合物   双金属纳米粒子   催化氢化   聚酰胺胺  

摘要： 本文以Pd、Pt、Rh和Ru四种金属盐为原料，合成了一系列聚酰胺胺（PAMAM）树形聚合物负载的双金属纳米粒子催化剂，并对其粒子粒径大小及分布、粒子形态、催化性能等进行了表征测试。\n 首先，采用发散法（Micheal加成和酰胺化反应）合成了5．0G PAMAM树形聚合物（G5-NH2）。然后，以2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵（DMC）阳离子试剂为端基改性剂对G5-NH2端基进行修饰改性，得到DMC-PAMAM5．0G（G5-Q）树形聚合物。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振氢谱（1HNMR）对产物进行结构表征。结果证实了G5-NH2和G5-Q的特征结构的存在。\n 接着，以RhCl3，RuCl3，K2PdCl4和K2PtCl4四种贵金属盐为原料，G5-NH2和G5-Q为载体，制备了一系列树形聚合物负载的双金属纳米粒子。紫外可见光谱（UV-vis）分析了各种纳米粒子的形成过程，结果表明：紫外可见光谱的特征吸收峰随着金属的种类、比例、化合价态、络合时间和还原时间等的变化而变化。然后用（高分辨率）电子显微镜（HRTEM）表征了纳米粒子的表面形貌和粒径的分布，电镜照片说明双金属纳米粒子基本上分布较均匀，粒径较小。这说明PAMAM树形聚合物不仅是金属离子相互作用的纳米反应器，还有效地阻碍了金属粒子的聚集。\n 最后，将树形聚合物负载的双金属纳米粒子作为催化剂应用于丙烯醇、偶氮苯以及硝基苯的加氢反应，并测定了三种有机化合物的耗氢量，以此来评价催化剂的催化活性强弱。实验结果表明：相对于单金属的G5-NH2（Pd）而言，G5-NH2（Rh70Ru30）和G5-NH2（Rh50Pd50）纳米粒子用于催化氢化反应时，表现了较强的催化活性，这归因于双金属纳米粒子的协同电子效应。红外光谱表明：G5-NH2（Pd70Pt30）与G5-NH2（Pd50Rh50）分别在偶氮苯和硝基苯的催化氢化反应中显示了良好的选择性。

关键词： pH敏感   聚乙二醇   树形聚合物   阿霉素前药  

摘要： 分别以聚乙二醇胺（HO-PEG-NH2）、聚乙二醇单甲醚胺（mPEG-NH2）和聚乙二醇二胺（NH2-PEG-NH2）一端胺基为核发散法合成了新型聚酰胺-胺（PAMAM）树状聚合物,其中HO-PEG-NH2和NH2-PEG-NH2的另一端用半乳糖酸修饰引入肝靶向基团半乳糖。将阿霉素（Dox）通过酸易降解腙键链接到PAMAM树状聚合物上,得到了新型pH敏感释药大分子前药。用红外（FT-IR）、核磁氢谱（1H-NMR）、紫外可见光谱（Uv-Vis）、蒽酮比色法等对前药结构进行了表征。用透析法研究了前药在不同pH缓冲溶液中的药物释放行为,并用噻唑兰（MTT）检测法,荧光染色法评价了前药的细胞毒性。将前药载体端基羧基化后和钆配合,尾静脉注射入小白鼠体内,通过核磁共振成像（MRI）研究前药载体在肝部的代谢来研究前药载体的靶向性,建立了裸鼠肿瘤模型,并进行了体内实体瘤抑制实验来研究前药对肿瘤的毒性和靶向性。 结果表明:树形聚合物阿霉素体前药的体外释药放行为表现出明显的pH值依赖性,介质pH值越大释药速度越慢。一定时间内,细胞毒性按聚乙二醇单甲醚嵌段聚酰胺-胺前药（mPEG-b-PAMAM-Dox）＜半乳糖基化聚乙二醇嵌段聚酰胺-胺前药（Gal-PEG-b-PAMA-M-Dox）＜Dox依次递增,随着时间延长大分子前药进入细胞的溶酶体,在溶酶体的酸性环境中（pH5.6）快速释放药物,游离阿霉素浓度变大,对细胞的杀伤力增加,接近于等浓度阿霉素的毒性。半乳糖基化聚乙二醇嵌段聚酰胺-胺前药载体钆配合物（Gal-CONH-PEG-b-PAMAM-Gd）对小白鼠肝部有明显的造影增强效果;聚乙二醇单甲醚嵌段聚酰胺-胺前药载体（mPEG-b-PAMAM-Gd）对小白鼠肝部信号增强的衰减速度明显大于Gal-CONH-PEG-b-PAMAM-Gd对小白鼠肝部信号增强的衰减速度,说明Gal-CONH-PEG-b-PAMAM-Gd与小白鼠肝区有一定亲合性,能在肝部富集,对肝呈现一定的靶向效果。尾静脉注射阿霉素大分子前药后肿瘤生长得到了抑制,且有半乳糖靶向基团的前药肿瘤抑制能力强。以上研究结果表明该pH敏感释药的聚合物前药在癌症靶向治疗领域有较大潜在应用前景。

关键词： 聚合物   树形两亲分子   自组装复合物   介晶态结构   制备工艺   堆砌规律  

摘要： 树形聚合物通常可以根据需要，在分子水平上对其分子的大小、形状、组成、结构和功能基团进行设计、组装和控制，这使其在医学诊断、分子识别、催化以及光电子器件等领域有广泛的应用前景。离子自组装为“合成”聚合物-树形两亲性分子复合物提供一种简易、经济、高效的制备技术，克服了传统技术很多的局限，对于制备某些不易合成的聚合物-树性两亲性分子复合物具有重要的实用价值。\n 本研究通过改变聚合物-树形两亲性分子自组装复合物体系中聚合物和树形两亲性分子特性或两者组成比来调控体系的静电和疏水相互作用，重点研究复合物中有序结构的堆砌规律及其关键影响因素，从而探索一些对聚合物-树形两亲分子自组装复合物堆砌结构的调控的方法。本工作的主要内容和结果如下：\n 1．采用线型聚乙烯亚胺(lPEI)与树形两亲性分子3,4,5-三(n烷基-1-氧)苯甲酸[(3,4,5)nG1-COOH，n=8，10，12]，3,4,5-三[对-(正-十二烷基-1-氧)苯氧]苯甲酸[(4-3,4,5)12G1-COOH]通过自组装的方法制备一系列复合物lPEI-(3,4,5)nG1，lPEI-(4-3,4,5)12G1。我们发现lPEI系列复合物形成了层状结构且为SmA或者SmC相液晶态。复合物中的树形分子的化学结构和链长(n≤12)的改变对复合物介晶态结构和液晶行为影响不是很明显。当树形两亲性分子的链长增长时，复合物的清亮点Ti有一定提高，当链长增长到12时，复合物在低温出现了晶态。当树形两亲性分子(4-3,4,5)12G1-COOH替代(3,4,5)12G1-COOH时，形成的复合物的介晶态结构和液晶态种类变化不明显，但是介晶态结构有序程度。\n 2．选用较长烷基尾链的树形分子3,4,5-三(正-十六烷基-1-氧)苯甲酸[(3,4,5)16G1-COOH]作为构造单元，将其分别与线性聚乙烯亚胺(lPEI)和支化聚乙烯亚胺(bPEI)自组装，制备了一系列复合物lPEI-(3,4,5)16G1-x，bPEI-(3,4,5)16G1-x(x为树形分子与聚合物胺基组成比)，探讨复合物的组成对其结构与性能的影响。发现不同组成和聚合物的支化与否对这些复合物的介晶态结构或者侧链结晶结构影响不大。但改变复合物的组成使得这些复合物的热性质产生有趣的变化，特别是在lPEI-(3,4,5)16G1-x体系中，组成比较低时，我们观察到两种不同的晶态存在。聚合物的支化对复合物PEI-(3,4,5)16G1-x的热性质也有着明显的影响，lPEI-(3,4,5)16G1-x存在液晶态(SmA相)而bPEI-(3,4,5)16G1-x复合物体系没有液晶态出现。

关键词： 聚酰胺—胺   树形聚合物   造影剂   复合纳米粒子   硫化铋  

摘要： 针对CT影像造影剂中存在的诸多问题，人们研究发现，硫化铋作为一种新型的造影剂可以提高CT检测的精确度，实现对某些病灶的早期诊断。本文采用聚酰胺-胺（PAMAM）树形聚合物来制各PAMAM/Bi2S3复合纳米粒子。\n PAMAM树形聚合物是一种从中心核开始增长，具有确定代数和末端基的新型合成高分子。由于该化合物具有高度的几何对称性、大量的端基、分子内存在空腔等结构特点，在催化、医药、生命科学、工业等领域具有广泛的应用前景。\n 本实验采用发散法，以乙二胺为原料，通过与丙烯酸甲酯和乙二胺进行Mickeal加成和酰胺化缩合反应，合成了以乙二胺为核、最大支化代数为6.0的树形聚合物聚酰胺-胺，采用红外光谱（IR）和透射电子显微镜（TEM）等方法对产物的结构进行了表征。由于制备的PAMAM树形聚合物尺寸不均一，实验中采用透析的方法对产物进行纯化以除去低代数的树形聚合物和产品中残存的小分子。研究还对树形聚合物的改性进行了初步的探索，IR分析结果表明，树形聚合物的改性实验具有可行性。\n 以不同代数聚酰胺-胺树形聚合物为模板，以水作为溶剂，用硫化钠化合硝酸铋制备了PAMAM/Bi2S3复合纳米粒子，并通过UV-Vis光谱和TEM等方法对其进行了表征。研究表明，以氨基封端的整代树形聚合物和柠檬酸铋铵均不适合于制备复合纳米粒子；在制备的PAMAM/Bi2S3复合纳米粒子的TEM照片中粒子分散比较均匀，粒子尺度很小，充分说明了树形聚合物的模板作用；制备的PAMAM/Bi2S3复合纳米粒子在空气中保存颜色会变淡，但氮气保护和低温冷藏可有效减缓这一过程。\n 分别对5.0G、5.5G PAMAM和5.5G/Bi2S3进行了细胞毒性实验，研究结果表明5.5G PAMAM树形聚合物的细胞毒性小于5.0G PAMAM，同时也说明Bi2S3的引入对树形聚合物的生物相容性没有明显的影响。

关键词： 聚酰胺树枝状高聚合物   反义寡核苷酸   血管内皮细胞   Survivin   生物材料  

摘要： 目的:观察聚酰胺树形分子高聚合物作为survivin反义寡核苷酸(antisenseoligonucleotide,asODN)传递系统的可行性以及对人脐血管内皮细胞的survivin表达、细胞生长的影响。方法:实验于2005-05/2006-03在上海交通大学微纳米科学技术研究院微纳制造技术国家重点实验室完成。①将200μg/Lsurviving-asODN和3.66μg/L聚酰胺制备聚酰胺反义基因复合物,同时制备阳离子脂质体反义基因复合物作为对照。②透射电镜观察复合物的形态、粒径,zeta电位分析仪测定复合物的zeta电位,离心法和紫外分光分度仪测定复合物的包封率、载药率和体外DNA释放速度。③将上述两种基因载体复合物转染人脐血管内皮细胞,测定其转染效率;Westernblotting检测转染后细胞中survivin蛋白的表达;流式细胞术检测两组细胞的凋亡率。结果:①成功制备聚酰胺反义基因载体系统聚酰胺-survivin-asODN。该复合物的粒径小于脂质体-survivin-asODN复合物(P<0.01),但zeta电位高于后者(P<0.05);两者基因载药率、包封率无显著差异(P>0.05);聚酰胺对DNA持续释放14d,但脂质体只持续5d。②聚酰胺-survivin-asODN转染人脐血管内皮细胞的效果强于脂质体-survivin-asODN(P<0.05),转染后人脐血管内皮细胞siurvivin蛋白的表达低于脂质体复合物(P<0.05),该细胞的凋亡率高于脂质体复合物(P<0.05)。结论:聚酰胺能将Survivin-asODN高效递送到人脐血管内皮细胞,降低survivin蛋白的表达并诱导血管内皮细胞凋亡。

关键词： 聚酰胺-胺   树形聚合物   造影剂   复合纳米粒子  

摘要： 针对CT影像造影剂中存在的诸多问题,人们研究发现,硫化铋作为一种新型的造影剂可以提高CT检测的精确度,实现对某些病灶的早期诊断。本文采用聚酰胺-胺(PAMAM)树形聚合物来制备PAMAM/Bi 2 S3复合纳米粒子。 PAMAM树形聚合物是一种从中心核开始增长,具有确定代数和末端基的新型合成高分子。由于该化合物具有高度的几何对称性、大量的端基、分子内存在空腔等结构特点,在催化、医药、生命科学、工业等领域具有广泛的应用前景。 本实验采用发散法,以乙二胺为原料,通过与丙烯酸甲酯和乙二胺进行Mickeal加成和酰胺化缩合反应,合成了以乙二胺为核、最大支化代数为6.0的树形聚合物聚酰胺-胺,采用红外光谱(IR)和透射电子显微镜(TEM)等方法对产物的结构进行了表征。由于制备的PAMAM树形聚合物尺寸不均一,实验中采用透析的方法对产物进行纯化以除去低代数的树形聚合物和产品中残存的小分子。研究还对树形聚合物的改性进行了初步的探索,IR分析结果表明,树形聚合物的改性实验具有可行性。 以不同代数聚酰胺-胺树形聚合物为模板,以水作为溶剂,用硫化钠化合硝酸铋制备了PAMAM/Bi 2 S3复合纳米粒子,并通过UV-Vis光谱和TEM等方法对其进行了表征。研究表明,以氨基封端的整代树形聚合物和柠檬酸铋铵均不适合于制备复合纳米粒子;在制备的PAMAM/Bi2S3复合纳米粒子的TEM照片中粒子分散比较均匀,粒子尺度很小,充分说明了树形聚合物的模板作用;制备的PAMAM/Bi 2 S3复合纳米粒子在空气中保存颜色会变淡,但氮气保护和低温冷藏可有效减缓这一过程。 分别对5.0G、5.5G PAMAM和5.5G/Bi 2 S3进行了细胞毒性实验,研究结果表明5.5G PAMAM树形聚合物的细胞毒性小于5.0G PAMAM,同时也说明Bi 2 S3的引入对树形聚合物的生物相容性没有明显的影响。

关键词： Micheal加成反应   聚氧乙烯改性   PAMAM树形聚合物   造纸助留   纳米催化剂负载   Pd纳米粒子  

摘要： 本文合成了一系列聚氧乙烯改性聚酰胺-胺(PAMAM)树形聚合物，并对其进行对比性表征与测试。该改性树形聚合物作为助留剂应用于造纸助留过程，以及作为催化剂载体应用于Pd金属纳米粒子的负载，均表现出其独特的优势。\n 首先，用聚乙二醇(PEG)和聚乙二醇单甲醚-1000(MPEG-1000)分别合成一系列不同分子量的PEO-A和MPEO-A-1000大单体，并采用傅立叶红外光谱(FTIR)和核磁共振谱(<\'1>FINMR和<\'13>CNMR)对其对比性表征，同时证实了聚氧乙烯大单体的成功合成。\n 其次，用发散法(Micheal加成及酰胺化反应)合成0.5G-5.0G PAMAM树形聚合物，并用亚胺比色法测定证实了柱层层析对整代PAMAM树形聚合物的提纯效果。FTIR和NMR对比性系统表征了单体和产物，证实半代和整代PAMAM树形聚合物组成和结构的区别；3.5G和4.0G PAMAM树形聚合物的马尔文粒径测试结果表明：氢键的存在对产物在溶剂中分散状态的影响；特性粘数与代数的关系图显示出整代与半代端基的异同，低代和高代的结构差异、缺陷和氢键的存在对粘度的影:2.0G和4.0G PAMAM树形聚合物的DSC对比分析，说明了代数和结构的变化对Tg的影响。\n 接着，用MPEO-A-1000改性1.0G-5.0G PAMAM树形聚合物(M1.0G、M2.0G、M3.0G、M4.0G、M5.0G)，PEO-A-1000分别改性2.0G、4.0G PAMAM树形聚合物(P2.0G、P4.0-1000)，并且分别用PEO-A-400、600、1500改性4.0G PAMAM树形聚合物(P4.0-400、600、1500)。纯化后产物的FT-IR和<\'1>H-NMR系列对比表征结果表明聚氧乙烯改性PAMAM树形聚合物的合成成功，用DSC和TG证实了其具有高热稳定性。\n 最后，将M5.0G、M4.0G及其分别与聚丙烯酸钠阴离子和丙烯酸钠改性4.0GPAMAM树形聚合物(P44)复配的助留体系进行抄纸助留，纸样的助留性能测定结果表明其相比空白纸样，助留率得到了明显的提高。将M4.0G、M5.0G及P4.

关键词： 树枝化聚合物   四氢呋喃   三氯甲烷   溶剂化效应   金属有机聚合物   高分子链   单分子力谱   树形聚合物   纳米力学  

摘要： 本论文以基于原子力显微镜技术的单分子力谱方法为主要表征手段,在单分子水平上研宄了树形大分子和金属有机聚合物的单链性质,总结影响单链弹性以及界面吸附性质的因素: Ⅰ、主链为聚对苯的两种侧链树枝化聚合物在不同有机溶剂中的单链弹性由于其亲疏水性不同而产生差异。由于溶剂化效应,两亲性的aPPP在四氢呋喃中的单链刚性大于在二氯甲烷中,而疏水的}LPPI,在两种溶剂中的单链刚性相同。在相同溶剂中aPPP的单链刚性都比hPPP大。两种聚合物在水中都以“平躺”型构象吸附在石英基底上,脱附力随着疏水相互作用的减弱而减小。 Ⅱ、研宄了聚醚树枝状分子与马来酸酐交替共聚的侧链树枝化聚合物在不同树枝代数、不同溶剂的影响下其单链弹性的变化。调节聚合物侧链树枝的代数可以增大聚合物单链刚性,同时溶剂化效应对聚合物的单链弹性也有不同程度影响。 Ⅲ、聚醚树枝状分子之间的相互作用随着树枝代数的增加而增大,一代树枝状分子之间的相互作用在力加载速率为40 nN,s时为235 pN。二代与一代树枝状分子之间的相互作用在相同速率范围内增大到315 pN。并且树枝状分子的相互作用力具有一定的速率依赖性。 Ⅳ、两种带有不同侧基的聚硅烷二茂铁在四氢呋喃中的单链刚性相同,氧化后由于高分子链上正电荷之间的排斥作用导致它们的单链刚性都大于氧化前。侧基带有苯环的聚二茂铁分子氧化后的单链刚性比侧基只有甲基的单链刚性更大。 Ⅴ研究了利用电化学氧化还原反应操控聚硅烷二茂铁单分子将电能转化为机械能的运作过程以及能量转化的工作效率。电能转化为机械能的效率在己完成的实验中最高可以达到26%。