多拓扑结构阳离子聚合物的制备及其组装动力学分析-材料工程专业论文.docx

万 万万数据 安徽建筑大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合安徽建筑大学硕士学 位论文质量要求 。 yh yh你 叫1 主席: 作冲 (t委员 : j 之 (t 丁机 气1内 气 1 内 辄怕人 答辩委员会签名 万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表戒撰写过的研究成果，也不包含为获得 安徽建 筑大学 戒其他教育机构的学位戒证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 导师签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 安徽建筑大学 有保留、使用学位论文的规 定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 安徽建 筑大学 。学校有权保留并向国家有关部门戒机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽建筑大学 可以将学位 论文的全部戒部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 戒扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适 用本授权书） 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 导师签名： 签字日期： 年 月 日 安徽建筑大学硕士学 安徽建筑大学硕士学位论文 摘 要 阳离子聚合物是一类非常重要的功能高分子，由于其优异的凝聚和传递 DNA 的能力，可以作为优异的非病毒基因载体。而在目前合成的阳离子聚合物中，聚 乙烯亚胺(PEI)是最有效的聚合物载体之一。基于此，本论文结合近年来倍受关注 的可控自由基聚合、点击化学(Click Chemistry)、阳离子开环聚合等，制备了具有 多种拓扑结构的 PEI 基聚合物，其分子链的结构包括二嵌段线型聚合物、接枝型 聚合物和环型聚合物等。 另一方面，大量的文献报道了新型阳离子聚合物的合成、应用，关于其组装 动力学的研究却少之又少。然而，这方面的研究成果对开发新的离子型聚合物体 系，扩大其应用范围方面都有十分重要的指导意义。本文利用生物物理领域成熟 的停流光谱分析技术(Stopped-flow)，分析了不同条件下对该大分子动力学过程的 影响。并将研究范围扩大，继续分析有序聚集体的组装和形成动力学。 具体来说，本论文的工作包括以下几个方面： 1. 制备聚乙烯亚胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(PEI-g-PEG)。利用六亚甲基二异氰 酸酯(HMDI)与聚乙二醇单甲醚(mPEG)反应得到 mPEG-NCO，随后与 PEI 反应，制 得不同分子量的接枝共聚物，利用核磁共振(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等进行 表征。 2. 制备聚乙二醇-b-聚乙烯亚胺二嵌段共聚物(PEG-b-PEI)。用聚乙二醇单甲醚 (mPEG)和对甲苯磺酰氯反应合成出大分子引发剂聚乙二醇单甲醚对甲苯磺酸酯 (mPEG-OTs)，然后引发 2-乙基-2-噁唑啉单体阳离子开环聚合，然后在酸性条件下 水解制备 PEG-b-PEI，并利用 NMR 和 GPC 等进行表征。 3. 采用阳离子开环聚合与点击化学相结合的方法制备环形聚乙烯亚胺均聚 物(cyclic-PEI)。利用对甲苯磺酸丙炔酯作为引发剂引发 2-乙基-2-噁唑啉(EtOZ)进 行阳离子开环聚合，得到含有端炔基的聚(2-乙基-2-噁唑啉)(α-alkyne PEOZ)均聚 物，接着使用 2-溴异丁酰溴和 NaN3 的两步反应将端羟基改性为端叠氮，再在极稀 的溶液中反应制备出环形大分子，最后在酸性条件下水解制备环形的聚乙烯亚胺 (cyclic-PEI)。利用 FT-IR、NMR 和 GPC 对这一转变过程进行了分析表征。 4. 利用停流光谱技术(stopped-flow)研究线性聚乙烯亚胺(linear-PEI)、支化聚 乙烯亚胺(branch-PEI)和聚乙烯亚胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(branch-PEI-g-PEG)在 不同环境条件下与 DNA 络合动力学过程，并结合前人的研究基础分析载体的结构 参数、络合过程和基因传递效率三者之间的内在关联性。 I 5. 聚离子复合物形成和解离动力学过程研究。将带有相反电荷的两种聚电解 质样品混合，然后采用停流光谱技术，研究