NCA开环聚合制备聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物及其功能性研究
批准号:
52103118
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
陈骏逸
依托单位:
学科分类:
高分子材料与环境
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈骏逸
中文摘要
聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物具有高生物相容性,在医用水凝胶、纳米药物载体、生物组织工程等领域有广阔的应用前景。本课题将利用直链型葡聚糖特有的链末端反应位点C6位伯羟基,借助区域选择性反应,合成末端含有胺基的葡聚糖,并探究其作为NCA开环聚合引发剂的性质,包括分子量控制、单体选择性、引发效率、聚合反应活性等。利用NCA开环聚合对聚氨基酸合成的有效控制,实现对聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物的化学结构调控。进一步研究该共聚物化学结构与构象及功能性的关系,明晰其二级结构的形成机制,探讨聚糖与聚氨基酸间的协同作用。初步探究将该嵌段共聚物制备为纳米颗粒用于药物载体的可行性。本研究设计了一种合成聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物的新方法,为新型生物医用载体材料的设计提供理论依据。
英文摘要
Polysaccharide-polypeptide is a type of biocompatible copolymer which has promising application potential in hydrogel, drug delivery and biomedical applications. This proposal will focus on developing a synthetic route that enable preparation of polysaccharide-peptide block copolymer. Chemo and regio-selective functionalization of dextran C6 primary hydroxy group provides an access to modify the non-reducing end with desired motifs, like polymerization initiators and click chemistry functional groups. NCA ring opening polymerization is a well-known versatile and efficient method for preparing polypeptide. In this study, we apply NCA polymerization to polysaccharide and design a dextran macro-initiator, to prepare the polysaccharide-b-polypeptide. The structure-property relationship of dextran-peptide block copolymer will be fully investigated (secondary structure) and its application as nanoparticle drug carrier will be studied as well. Overall, this proposal will develop a well-defined synthetic method for building polysaccharide-polypeptide block copolymer, and explore the collaboration effects between these two biocompatible polymers. This study will make a significant contribution to functional biomedical materials.
聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物因其高生物相容性、潜在生物活性、以及自组装的优势,在药物递送和生物医疗领域具有广阔的应用前景。然而这类嵌段聚合物的精确高效合成仍存在挑战,限制了这类材料在生物医药领域的应用。. 本项目从发展聚糖大分子引发剂体系的角度出发,通过TEMPO选择性氧化反应,对直链型葡聚糖特有的链末端反应位点C6位伯羟基进行精确,得到羧酸单封端葡聚糖,并通过进一步修饰合成了具有羧基/四丁基铵离子对引发基团的葡聚糖大分子引发剂。在此基础上,采用NCA开环聚合反应,实现了葡聚糖-聚氨基酸嵌段共聚物高效、快速、可控合成,并对聚合反应的分子量控制、单体选择性、反应速率、共聚物二级结构进行了系统性研究。本研究首次实现基于聚糖大分子引发剂对嵌段型聚糖-聚氨基酸共聚物的可控制备。. 通过对共聚物中聚氨基酸的聚合度及种类的调节,结合纳米沉降技术,我们成功制备了一系列纳米尺寸(60-160 nm)的球状/蠕虫状胶束,这类共聚物纳米颗粒具有低细胞毒性,对于递送应用有重要价值。受项目资助,项目负责人在Biomacromolecules,Carbohydrate polymers,Current opinion in chemical biology等学术期刊上共发表第一/通讯作者论文4篇。
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