Graphenetri-blockcopolymercompositespreparedviaRAFTpolymerizationsfordualcontrolleddrug

1、姓名：闫菁云学号：201341603091专业：高分子材料与工程年级：2013级班级：高分子创新班Graphene/tri-block copolymer composites prepared via RAFT polymerizations for dual controlled drug delivery via pH stimulation and biodegradation 为通过pH值刺激和生物降解制备的双重控制释放药物通过PAFT聚合制备石墨烯/三嵌段共聚物复合材料。3. 实验部分4. 结果与讨论 主要内容5. 结论2. 背景介绍 摘要l石墨烯，一种新奇的具有原子厚度的二维的石

2、墨的碳纳米材料。自它一问世，就因为它非凡的电学，力学以及化学性质，在材料科学，物理学，化学，以及纳米技术等领域受到了极大的关注。因为它体积小；具有大的比表面积；和与碳纳米管相比，相对低廉的成本；生物相容性；以及与芳香性药物分子的非共价相互作用，所以石墨烯在生物化学的应用上同样具有广阔的应用前景。背景介绍背景介绍与纯聚合物药物载体相比,聚合物改性石墨烯通常是更稳定、容易实现的特点。石墨烯最大可能地赋予药物加载复合，延长体内循环时间，使用药物通过增强渗透和保留效应和隐形的效果，允许被动的积累在肿瘤组织。在过去的几年中,具有活性基的聚合物被广泛用于修改药物和制作生物分子医药制剂,因为他们有能力避免被

3、快速的血液循环系统消耗,可以延长药物在血液中的循环时间,使目标药物到直接作用特定组织基体，减少副作用。 由药物或生物分子构架的合成聚合物，可以在特定的位置控制控制药物输送和释放。背景介绍 在这个工作中,两种单体分别是甲基丙烯酸乙酯(OEMA)和吡啶基二硫丙烯酸乙酯(PDEA),通过与聚乙二醇丙烯酸酯(PEGA)的共聚，合成具有可生物降解和水溶性的嵌段共聚物聚(OEMA-b-PDEA-b-PEGA),它可以用作药物载体。两种模拟药物被加载到药物载体:杂环吡啶-2-硫酮(PT)和邻苄基羟胺(BHA)。前者在单体合成时引入共聚物，邻苄基羟胺(BHA)是通过肟键结合附着在三嵌段共聚物上。装载在复合材料

4、上的药物然后在三嵌段共聚物芘末端基团和石墨烯基底之间通过堆积作用吸附在石墨烯上。模拟药物杂环吡啶-2-硫酮(PT)和邻苄基羟胺(BHA)可以通过减少或在酸性环境中被释放。这种多功能复合材料有可能共价连接两种不同的药物，然后在不同的环境中释放。l仪器与试剂仪器与试剂l合成合成2-（4-氧代戊酸酯氧代戊酸酯 ）甲基丙烯酸甲酯）甲基丙烯酸甲酯l合成二硫化氮苯基丙烯酸乙酯合成二硫化氮苯基丙烯酸乙酯(PDEA) 单体单体l合成芘终止合成芘终止RAFY试剂试剂l利用芘终止利用芘终止RAFY试剂合成三嵌段共聚物试剂合成三嵌段共聚物lBHA与三嵌段共聚物的结合与三嵌段共聚物的结合l利用堆积作用制备石墨烯利用堆

5、积作用制备石墨烯/三嵌段共聚物复合物三嵌段共聚物复合物lBHA从石墨烯从石墨烯/三嵌段共聚物复合物的体外释放三嵌段共聚物复合物的体外释放行为行为l从石墨烯从石墨烯/三嵌段共聚物聚合物复合材料中降解三嵌段共聚物聚合物复合材料中降解DTT以释放出以释放出PT. 实验部分实验部分l聚合物（聚合物（OEMA-b-PDEA-b-PEGA）使用芘终止）使用芘终止RAFT试剂合成试剂合成l紫外紫外可见吸收光谱法可见吸收光谱法对对三嵌段共聚物三嵌段共聚物的表征的表征l红外红外可见吸收光谱可见吸收光谱对对三嵌段共聚物三嵌段共聚物的表征的表征l紫外紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对复合材料的表征可见吸收光谱和荧光光谱

6、对复合材料的表征l石墨烯共聚物的石墨烯共聚物的TEM和和AFM图谱表征图谱表征l用热重分析法分析复合材料的热稳定性用热重分析法分析复合材料的热稳定性l来自石墨烯或共聚物复合材料的来自石墨烯或共聚物复合材料的BHA在试管内的释放在试管内的释放和来自铂金的生物降解媒介通过二硫化物粘合剂的释放和来自铂金的生物降解媒介通过二硫化物粘合剂的释放l石墨烯三嵌段共聚物的细胞毒性检测石墨烯三嵌段共聚物的细胞毒性检测 结果与讨论l聚合物（聚合物（OEMA-b-PDEA-b-PEGA）使用芘终止）使用芘终止RAFT试剂合成试剂合成 结果与讨论结果与讨论无论是理论上的，还是实验（从GPC测定和1H核磁共振）是正比于

7、单体转化率。纯化的多分散性指数(PDI)聚(OEMA)小于1.2,表明控制聚合的已知特征符合自由基聚合。 随分子量的增长保留时间越来越少。结果与讨论 在259NM的尺寸下，具有一个强大的吸收峰的BHA中减去共聚物的吸光度，表示BHA的附着的成功。分别在7.28和5.08 ppm清楚地观察到苯环和邻二甲苯信号。l紫外紫外可见吸收光谱法可见吸收光谱法对对BHA三嵌段共聚物三嵌段共聚物的表征的表征结果与讨论 l红外红外可见吸收光谱可见吸收光谱对对BHA 三嵌段共聚物三嵌段共聚物的表征的表征FT-IR spectra of (a) tri-block copolymer. (b) Tri-block

8、copolymer conjugated with BHA结果与讨论 l紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对复合材料的表征The fluorescence emission spectrum of pyrene functionalizedcopolymer and graphene/tri-block copolymer composite (excitationwavelength kex = 345 nm). UVvis absorption spectrum of pyrene functionalized tri-block copolymer and its composite with

9、 graphene.结果与讨论l石墨烯共聚物的石墨烯共聚物的TEM和和AFM图谱表征图谱表征(a) Photographs of the aqueous dispersions of the drug loaded tri-block copolymer, graphene and drug loaded graphene/tri-block copolymercomposite. (b) High resolution TEM image of graphene.(c) AFM image of graphene. (d) AFM image of drug loaded graphene/

10、tri-block copolymer composite.l用热重分析法分析复合材料的热稳定性用热重分析法分析复合材料的热稳定性结果与讨论TGA curves of the (a) graphene, (b) drug loaded graphene/tri-block copolymer composite, (c) tri-block copolymer, (d) drug loaded tri-block copolymer.l来自石墨烯或共聚物复合材料的来自石墨烯或共聚物复合材料的BHA(邻苄基羟胺邻苄基羟胺)在试管内的释放和来自在试管内的释放和来自铂金的生物降解媒介通过二硫化物粘合

11、剂的释放铂金的生物降解媒介通过二硫化物粘合剂的释放结果与讨论l石墨烯三嵌段共聚物的细胞毒性检测石墨烯三嵌段共聚物的细胞毒性检测结果与讨论在12h的潜伏期后，在0.1-50ug/ml的HELF细胞中培养的石墨烯显示完全无细胞毒性并且细胞的生存能力达到了大约100%。然而，当石墨烯的浓度达到50ug/ml，36h及60h之后，细胞生存能力分别降低到96%和91%。这结果演示了，在高浓度和长时间的培养下,石墨烯对人类细胞仅有少量的毒性。然而，当具有生物适应性的PPEGA被引进共聚物时，该复合材料就显示极少的细胞毒性。在60h的保温培养后，50ug/ml的细胞生存能力达到了96%。可以推断出，该复合材料仍具有生物适应性并且可以被用于细胞内的药物转移系统中。结 论 一种含酮基的单体和含PT（pyridine-2-thione吡啶-2 -硫酮）的丙烯酸盐单体被成功合成。当装载在共聚物上的药剂通过-双键连接在石墨烯