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  大分子自組裝是一種制備納米材料的有效方法，但通常需要在稀溶液中進(jìn)行，在一定程度上限制了其放大制備。而聚合誘導(dǎo)自組裝(Polymerization-Induced Self-Assembly, PISA)集聚合與組裝過(guò)程于一體，可在高固含量（10%~50%）下制備納米材料。但是，目前PISA主要是基于可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合（RAFT-PISA），通常需要在無(wú)氧及較高的溫度條件下進(jìn)行，并且還需要鏈轉(zhuǎn)移劑。由于適用于RAFT-PISA的單體主要為甲基丙烯酸酯類(lèi)、丙烯酸酯類(lèi)以及苯乙烯類(lèi)，因此得到的納米粒子不可降解，限制了PISA技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

  多肽類(lèi)聚合物具有良好的生物相容性及可生物降解性，利用α-氨基酸環(huán)內(nèi)酸酐單體（NCA）的開(kāi)環(huán)聚合制備多肽方法簡(jiǎn)便、產(chǎn)量高。但是，目前在制備多肽類(lèi)納米材料時(shí)，仍然主要采用傳統(tǒng)的大分子自組裝方法，其低固含量依舊是亟待解決的重要問(wèn)題之一。

  為解決上述問(wèn)題，同濟(jì)大學(xué)杜建忠教授課題組開(kāi)發(fā)了一種氨基酸環(huán)內(nèi)酸酐開(kāi)環(huán)聚合誘導(dǎo)自組裝（NCA-PISA）新技術(shù)，在空氣中制備了可生物降解高分子囊泡等納米材料（圖1）：L-苯丙氨酸環(huán)內(nèi)酸酐單體（L-Phe NCA）在四氫呋喃中開(kāi)環(huán)聚合，隨著聚合度的不斷增加，其溶解性不斷降低，從而導(dǎo)致與聚乙二醇嵌段的相分離，一鍋法制備了高分子囊泡（圖2A-D）。

  該NCA-PISA避免了高溫、無(wú)氧等聚合條件，通過(guò)控制固含量以及單體的聚合度還可以得到不同結(jié)構(gòu)的納米材料。該方法還可以進(jìn)一步拓展到其他NCA單體。譬如，用天冬氨酸芐酯內(nèi)環(huán)酸酐單體（BLA NCA）也可以制備高分子囊泡（圖2E, F），其固含量高達(dá)10%。

圖1. NCA-PISA方法制備高分子囊泡示意圖

圖2. 利用NCA-PISA制備的高分子囊泡：（A-D）PEG₄₅-b-PPhe₂₀嵌段共聚物囊泡的TEM及AFM圖；（E, F）PEG₄₅-b-PBLA₁₀嵌段共聚物囊泡的DLS結(jié)果及TEM圖。

  考慮到NCA單體及其衍生物的多樣性，NCA-PISA作為一種新的聚合誘導(dǎo)自組裝技術(shù)， 為可生物降解高分子納米材料（如高分子囊泡）的放大制備提供了新的思路。

  該成果于2019年9月以“Ring-Opening Polymerization of N?Carboxyanhydride-Induced Self-Assembly for Fabricating Biodegradable Polymer Vesicles”為題發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊《ACS Macro Letters》(ACS Macro Lett. 2019, 8, 1216?1221)上。同濟(jì)大學(xué)博士生江金輝是論文的第一作者，杜建忠教授為通訊作者。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.9b00606

  杜建忠教授課題組主頁(yè)：https://jzdu.#edu.cn/