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  近日，華東理工大學化工學院Martien A. Cohen Stuart （荷蘭皇家科學院院士）課題組在超分子聚電解質自組裝膠束領域的研究取得新進展。相關成果“Beating Brine. Supramolecular Crosslinker gives Salt Resistent PIC Micelles and Improved MRI Contrast Agents”被國際頂級化學期刊 《德國應用化學》報道（Angew. Chem. Int. Ed., 2018 DOI: 10.1002/anie.201805707）。

  聚電解質自組裝形成的膠束在生物醫藥領域具有潛在應用前景，例如，作為藥物、酶和DNA的載體。但是聚電解質膠束對離子強度很敏感，鹽可以屏蔽高分子鏈段之間的靜電作用力，從而使得膠束被解離破壞。通常情況下聚電解質膠束在生理鹽濃度下不能穩定存在，這極大的限制了聚電解質膠束在生物醫藥領域的應用。

圖1

  為了解決該難題，課題組在前期的一種由帶負電的M-L₂鏈狀超分子聚電解質和帶正電的P₂MVP₄₁-PEO₂₀₅嵌段高分子自組裝形成的金屬型聚電解質膠束的研究工作基礎上（Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1807 –1809），引入了一種三齒配體（L3），L3的引入使得膠束內核產生了交聯，交聯的密度和膠束的耐鹽性可以簡單的通過改變兩種配體的化學計量比來調控（圖1、2）, 從而為聚電解質膠束在生物醫藥環境下的進一步應用提供了一種有效的策略。

圖2

  此外，令研究人員意外的是，該策略不僅提高了膠束的鹽穩定性，而且能顯著的提高該膠束體系的磁共振造影能力。選用錳離子（Mn²⁺）作為帶負電的超分子聚電解質的配位離子時，Mn-L₃ 膠束的弛豫率高達（10.8 mM^-1s^-1），是Mn-L₂膠束的兩倍，約是商用造影劑Teslascan®的三倍（圖3）。紫外光譜數據解釋了弛豫率的提高的原因，隨著交聯點L₃的引入，膠束核層內三維網狀超分子結構的形成使得部分配體和金屬離子不能完美地按照理論投料配位比配位，部分金屬離子裸露在自由水環境下，進而弛豫率得以提高。

圖3

  該研究解決了一些關于聚電解質膠束生物醫藥應用相關的重要科學問題，對設計功能高分子膠束材料、拓寬其應用領域具有啟發意義。

  論文第一作者是博士研究生王家華，通訊作者是王俊有特聘副研究員、郭旭虹教授和Martien A. Cohen Stuart院士。該研究項目得到了上海市自然科學基金的支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201805707