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聚(N-异丙基丙烯酰胺)温度敏感高分子的研究进展及其在智能材料领域的应用

2009-08-18 00:00 马宏伟课题组 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 阅读 0
核心摘要: 本文介绍了聚(N-异丙基丙烯酰胺)温度敏感高分子的最新研究进展,重点分析其在智能材料和控释药物系统中的应用机制,并阐述了石英晶体微量天平用于原位检测高分子刷含水量变化的创新实验方法。

在过去二十多年里,控释给药已成为医药领域的重要研究方向。该技术通过调控药物释放速率和时间,优化治疗效果并降低毒副作用,广泛应用于糖尿病、心律失常、胃溃疡、避孕及癌症等疾病的治疗。时辰药理学进一步揭示了疾病发作的生理节律,为精准给药提供理论基础。

理想的给药系统应实现药物的定点、定时、定量释放,以最大化疗效并减少副作用。近年来,智能水凝胶给药系统因能够响应外界刺激(如温度、pH、电场等)并调控药物释放,成为功能性高分子研究的热点。其中,温度敏感型水凝胶尤为突出。

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)是典型的温度敏感高分子材料,其最低临界溶解温度(LCST)约为32℃。低于LCST时,pNIPAM链呈伸展状态;高于LCST则发生卷曲塌缩。这一独特相变特性使其在药物控释、柔性执行器、人造肌肉、微机械、生物分离膜等领域展现广阔应用前景。

然而,如何定量检测超薄pNIPAM高分子刷在温度诱导坍缩相变后的含水量变化一直是实验难点。近期,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所马宏伟研究员团队采用表面引发聚合技术,在石英晶体微量天平振子表面制备超薄pNIPAM高分子刷,并通过测量石英芯片共振频率变化,实现了对温度诱导相变后含水量的原位实时检测。该方法不仅为智能材料的表征提供新思路,还可拓展至超吸收材料及其他生物学事件的含水量分析。

该研究成果为智能高分子材料的功能机制与应用开发提供了重要实验基础。

参考文献:Chem. Commun., 2009, 3428–3430。

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