CCS Chemistry 静电拼装导向聚合——聚电解质纳米凝胶量化制备新办法

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  华东理工大学王俊有课题组报导了一种可控量化制备聚电解质纳米凝胶的通用办法，提出了静电拼装导向聚合（Electrostatic Assembly Directed Polymerization）的技能途径，完成了一系列聚电解质纳米凝胶的高效、量化制备，为该类资料的实践运用奠定了根底。

  聚电解质纳米凝胶是由聚电解质交联构成的水凝胶纳米粒子，不只具有惯例纳米水凝胶的结构特征，一起还带有很多的电荷，能够高效地负载生物功用分子（酶、DNA，RNA、多肽等），并坚持其（次级）结构和生物功用。因而，聚电解质纳米凝胶作为功用性“软”载体被大范围的运用于药物传输、安排工程、生物传感、以及催化等不相同的范畴。但是，聚电解质纳米凝胶的高效、量化制备依然很难，开展新的组成战略是处理此问题的要害。

  考虑到单体的电荷特性，近期，华东理工大学王俊有课题组在前期聚电解质可控拼装的研讨根底上（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12680；Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 8494），运用静电拼装构筑限域环境，施行可控聚合，提出了静电拼装导向聚合的办法，完成了不同聚电解质纳米凝胶的高效、量化制备。

  该办法运用聚离子-中性嵌段聚合物为模板，引发带相反电荷的单体与交联剂原位共聚，得到涣散均一的复合胶束。反响完成后，运用高盐溶液脱除复合胶束中的嵌段聚合物，得到结构和尺度高度可控的聚电解质纳米凝胶，且别离出的嵌段聚合物可再次作为模板重复循环运用（图1）。

  图2 （a）不同正电单体组成的纳米凝胶的粒径散布；（b）不同氯化钠浓度下组成的纳米凝胶的粒径；（c）不同交联剂组成的PDMAEMA纳米凝胶的粒径散布；（d）不同单体浓度和体积下组成的PDMAEMA纳米凝胶的粒径散布。

  静电拼装导向聚合办法具有以下特色：1. 办法简洁通用：水相自由基聚合，适用于多种正、负电荷单体，能够制备一系列聚电解质纳米凝胶（图2a）。2. 凝胶尺度、结构可控：改动组成过程中的盐浓度可调控纳米凝胶尺度（图2b），调控交联剂和交联度则可操控凝胶结构和功能（图2c）。3. 高浓度和体积下聚合可控，可量化制备聚电解质纳米凝胶（图2d）。4. 模板可回收循环运用。

  为验证聚电解质纳米凝胶作为“软”纳米载体的普适性运用，该团队将一系列功用性客体如脂肪酶、AIE荧光分子以及Au纳米颗粒负载于聚电解质纳米凝胶中，并研讨了纳米凝胶的微环境对功用性客体性质的影响。研讨之后发现，所制备的纳米凝胶能够有显着效果地地负载脂肪酶，并显着提高其催化活性（图3a）；因为不同聚电解质纳米凝胶内部微环境存在必定的差异，使得所负载的AIE分子表现出不同的荧光特性（图3b）；此外，所制备的纳米凝胶对Au纳米颗粒亦展现出很好的负载才能，并可催化模型反响高效进行（图3c）。

  图3 （a）游离脂肪酶与负载于PDMAEMA纳米凝胶中脂肪酶的催化活性；（b）AIE分子在不同纳米凝胶中的荧光强度；（c）纳米凝胶催化对硝基苯酚过程中，紫外吸光度随时刻的改变。

  综上所述，该研讨作业展现了一种简略、高效、量化制备聚电解质纳米凝胶的新战略和新思路，将为聚电解质基“软”载体资料的实践运用供给重要的技能支撑。该作业以research article 的方式宣布在CCS Chemistry上，论文的榜首作者为华东理工大学博士研讨生丁鹏，通讯作者为王俊有副教授。Cohen Stuart教授和郭旭虹教授在资料表征及数据剖析上供给了协助与支撑。

  原标题：《CCS Chemistry 静电拼装导向聚合——聚电解质纳米凝胶量化制备新办法》

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