英國謝菲爾德大學Steven Armes教授課題組利用硼酸酯動態(tài)共價鍵作用成功驅(qū)動嵌段共聚物膠束在水相中發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)變。通過聚合誘導自組裝(polymerization-induced self-assembly)制備了固含量高達15% w/w的嵌段共聚物囊泡和蠕蟲狀膠束。通過苯硼酸識別囊泡的表面的二醇基并結(jié)合形成硼酸酯從而引發(fā)囊泡轉(zhuǎn)變成蠕蟲狀(或球形)膠束。
這種形態(tài)轉(zhuǎn)變被進一步應用于釋放內(nèi)部被包覆的物質(zhì)(如圖1所示的金納米粒子)。 這種通過基于分子識別的動態(tài)共價鍵作用既具有選擇性又可以通過改變環(huán)境條件加以控制,為可控、靶向釋放提供了一種新思路。該研究成果近期發(fā)表在JACS上(R. Deng,* M. J. Derry, C. J. Mable, Y. Ning, S. P. Armes,* Using Dynamic Covalent Chemistry To Drive Morphological Transitions: Controlled Release of Encapsulated Nanoparticles from Block Copolymer Vesicles,J. Am. Chem. Soc., 2017, 139 ,7616–7623)。
圖1
最近,研究人員成功將該方法拓展到蠕蟲狀-球形膠束轉(zhuǎn)變。利用動態(tài)共價鍵的可逆性,通過調(diào)節(jié)水溶液的pH,可實現(xiàn)硼酸酯鍵的反復鍵合與斷裂,從而驅(qū)動蠕蟲狀-球形膠束的可逆轉(zhuǎn)變。由于在膠束濃度較高時(例如10% w/w),蠕蟲狀膠束形成水凝膠,而球形膠束為膠體溶液,因此,這種可逆的形態(tài)轉(zhuǎn)變同時引起溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。這種通過動態(tài)共價鍵驅(qū)動的響應性物理凝膠不同于以往通過動態(tài)共價鍵作為交聯(lián)位點的基于高分子鏈的水凝膠。該研究工作發(fā)表在Polymer Chemistry上(R. Deng,* Y. Ning, E. R. Jones, V. J. Cunningham, N. J. W. Penfold, S. P. Armes,* Stimulus-responsive Block Copolymer Nano-Objects and Hydrogels via Dynamic Covalent Chemistry,DOI: 10.1039/C7PY01242J)。
圖2
可以預見這種硼酸酯鍵可擴展到其他類型的動態(tài)共價鍵,為刺激-響應性高分子囊泡或膠束提供了一類新的刺激機制。
論文鏈接:
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.7b02642
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c7py01242j#!divAbstract
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