英國謝菲爾德大學Steven Armes教授課題組利用硼酸酯動態共價鍵作用成功驅動嵌段共聚物膠束在水相中發生形態轉變。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合形成硼酸酯從而引發囊泡轉變成蠕蟲狀(或球形)膠束。
這種形態轉變被進一步應用于釋放內部被包覆的物質(如圖1所示的金納米粒子)。 這種通過基于分子識別的動態共價鍵作用既具有選擇性又可以通過改變環境條件加以控制,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-球形膠束轉變。利用動態共價鍵的可逆性,通過調節水溶液的pH,可實現硼酸酯鍵的反復鍵合與斷裂,從而驅動蠕蟲狀-球形膠束的可逆轉變。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,這種可逆的形態轉變同時引起溶膠-凝膠轉變。這種通過動態共價鍵驅動的響應性物理凝膠不同于以往通過動態共價鍵作為交聯位點的基于高分子鏈的水凝膠。該研究工作發表在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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