两亲性六臂星型端氨基PEG - PLGA的合成 - 表征及胶束化行为 - 陈永霞

1018高等学校化学学报Vol．34

致．这也说明引发剂的量直接影响聚合物的分子量大小，可以通过控制引发剂的加入量控制聚合物的分子量．对于两亲性嵌段共聚物而言，其分子量基本接近于相应的聚合物分子量与六条臂上聚乙二醇的分子量之和．这也进一步证实了聚合物的六臂结构．另外，测定分子量时由于以直链聚苯乙烯为标准样品，对于多臂聚合物分子量的测定会有一定的误差．但是目前没有测定支链结构的标准品，因此本研究采用了直链聚苯乙烯为标准样品作为分子量测定时的参考．对于两亲性嵌段材料，由于PEG链段在THF中的伸展性不是很好，测得的结果存在的误差稍大．2．3差示热量热分析

s-PLGAx，分子量越不同聚合物的玻璃化转变温度（Tg）数据也列于表2中．由表2可知，对于6-大，Tg越高，这可能是因为随着分子量的增大，空间位阻也相应增大，造成结构上的拥挤或者端基带s-PLGAx-PEG-有更多的自由体积，使分子有着更大的运动自由度，即端基效应而导致其Tg升高．6-19］

NH2和6-s-PLGAx相比，由于PEG的加入，链的柔顺性增强，而柔顺性越好，Tg越低［18，，因此6-s-PLGAx-PEG-NH2的Tg明显低于6-s-PLGAx．比较3组6-s-PLGAx-PEG-NH2发现，Tg随着PEG含量的减

少而逐渐增大，与共聚物的单臂臂长关系不大．

2．4端氨基PEG的红外光谱分析

PEG-OTs和H2N-PEG-NH2的红外吸收光谱图．图2谱线b中2883，1467和839图2为PEG，sTO-cm－1分别为C—H的伸缩振动、弯曲振动和摇摆振

－1

动的特征吸收峰；在1114cm处为C—O—C的不

－1

对称伸缩振动；与图2谱线a相比，在1597cm

O的对称伸缩振动，776处的吸收为SO2中S

cm－1为苯环的面内弯曲振动；664cm－1处为SO2中

S—O单键伸缩振动．可以看出，聚乙二醇的端羟基PEG-己经与对甲苯磺酰氯发生反应，形成了sTO-OTs．

3329cm－1处为伯胺—NH2的在图2谱线c中，

N—H伸缩振动特征峰，1638cm－1处的为NH2的

－1

Fig．2IRspectraofPEG（a），sTO-PEG-OTs（b）

N—H键的弯曲振动，1597和776cm处的吸收峰andH2N-PEG-NH2（c）

PEG-OTs已经成功胺解，生成了H2N-PEG-NH2．用元素分析法测定了H2N-消失，表明化合物sTO-PEG-NH2的末端氨基含量，计算出双末端氨基转化率为91.68%，表明该备方法具有很强的实用价值．2．5纳米粒子的粒径与形态分析

在制备空白纳米胶束的实验中，丙酮为两嵌段

NH2嵌段的良溶剂，共聚物的共溶剂，而水为PEG-PLGA嵌段的沉淀剂．在合适的条件下，PLGA嵌段

“核”，而溶于的分子链相互缠结在一起形成胶束的

NH2嵌段形成胶束的“壳”．水的PEG-对制得的纳米粒子，采用DLS测得纳米粒子的

平均直径为39.98nm，PDI值为0.18，呈现良好的单分散状态．图3谱线a和b分别为空白胶束在D2O和CDCl3溶剂中的1HNMR谱．在图3谱线b中，由于CDCl3既是PLGA的良溶剂又是PEG的良溶剂，胶束呈现完全溶解状态，因此既可以观察到“核壳结构”“核”PLGA链段的质子峰，又有“壳”的PEG的质子峰；而在图3谱线a中，PLGA链段难溶于D2O，因而相应的质子峰均消失，只能检测到

21］

“壳”，即PEG链段的质子峰［20，．这也佐亲水性

Fig．3

1

HNMRof6-s-PLGA100-PEG-NH2micelle

inD2O（A）andCDCl3（B）

No．4PLGA的合成、表征及胶束化行为陈永霞等:两亲性六臂星型端氨基PEG-1019

“核-证了纳米胶束的壳”结构．由图4可以看到，纳米胶束呈现规整的圆球形，粒子表面光滑，粒径

均一．

Fig．4

TEMimageof6-s-PLGA100-PEG-NH2micelle

Fig．5CellgrowthofSMCincubatedwithL-PLGA-NPsand6-s-PLGA100-PEG-NH2micelle

a．Shamcontrol；b．control；c．23.29μg/mL；d．13.15μg/mL；e．52.65μg/mL；f．210.63μg/mL；g．842.5μg/mL．

材料的生物相容性分析

图5为平滑肌细胞在不同条件下的细胞生长曲线．由图5可知，实验组细胞生长状况并不随空白胶束浓度的改变而发生显著变化，且与阴性对照组和PLGA空白纳米粒子的阳性对照组相比，细胞生s-PLGA100-PEG-NH2形成的纳米胶束对体外SMC的细胞毒长状况均无显著性差异．可以认为两亲性6-性不显著，表明该两亲性材料具有良好的体外细胞相容性．

综上所述，采用本体聚合法和DCC缩合反应合成了一类新型的两亲性六臂星型嵌段共聚物

6-s-PLGAx-PEG-NH2，合成方法简单，操作方便．该共聚物具有良好的生物相容性，并可以在简单条件下自组装形成粒径范围较小的纳米胶束，有望作为新的药物载体应用在药物控释领域．由于在6-s-PLGAx-PEG-NH2中引入了功能性基团氨基，可以结合特殊的靶向配体或靶分子来增加材料在用作药物载体时的靶向作用．

参

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文

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Synthesis，CharacterizationandMicellizationofStar-shapedAmphiphilic

PEG-NH2BlockCopolymer6-s-PLGAx-CHENYong-Xia1，YANGZi-Ying1，WANGLiang3，ZHANGZheng-Pu2，KONGDe-Ling1，

YANGJing1*，SUNHong-Fan1*，SONGCun-Xian1

（1．TianjinKeyLaboratoryofBiomaterialResearch，InstituteofBiomedicalEngineering，PekingUnionMedicalCollege，ChineseAcademyofMedicalScience，Tianjin300192，China；

2．InstituteofPolymerChemistry，NankaiUniversity，Tianjin300071，China；

3．ChemistryandChemicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China）

AbstractThestar-shapedpoly（lactide-co-glycolide）（PLGA）wassynthesizedviathering-openingpolymeri-

L-lactideandglycolide，withinositolasamultifunctionalinitiatorandstannous2-ethylhexanoateaszationofD，

acatalyst．Amine-terminatedpoly（ethyleneglycol）（NH2-PEG-NH2）wassynthesizedusingimprovedGabrielmethod，inwhichtheendhydroxylgroupswereconvertedtoaminogroups．Aseriesof6-s-PLGAx-PEG-NH2waspreparedusingclassicalDCCcondensationreactioninthemildcondition．Thestructuresofthesepolymerswerecharacterizedby1HNMRspectroscopy，whilethemolecularweightandpolydispersityindex（PDI）weredeterminedbygelpermeationchromatography（GPC）．Theglasstransitiontemperature（Tg）ofcopolymerwasdeterminedbydifferentialscanningcalorimetry（DSC）．TheNH2-PEG-NH2wascharacterizedusingIRandel-ementanalyses，theresultofelementanalysisprovedthatthehydroxylconversionwasupto90%．Nanoparti-cles（NPs）werepreparedbysolventevaporationmethod，1HNMRwasusedtoanalysisthestructureoftheNPs，dynamiclightscatering（DLS）forthesizeandsizedistribution，transitionelectronmicroscope（TEM）forthemorphologyoftheNPs．Thebiocompatibilitywasdetectedwith3-（4，5-dimethylthiazol-2-yl）-2，5-di-phenyltertrazoliumbromide（MTT）assay．Theresultsshowedsuccessofsynthesisofstar-shapedamphiphilicblockcopolymer6-PLGAx-PEG-NH2．Thenewpolymerhasgoodbiocompatibilityandcanformulatemicelleseasily．Itmaybeusedasanewdrugcarrierfordrugcontrolledsystem．KeywordsNH2

(Ed．:W，Z)

Star-shapedpoly（lactide-co-glycolide）；Nano-micelle；Amphiphilicstar-shapedPLGA-PEG-