两亲性嵌段聚合物是指在单一线性分子中存在两种或两种以上结构不同的链段。在生物体中，碳水化合物两亲分子通常称为糖脂，大大有助于生物系统的结构稳定性和生物膜功能。在水性介质中，两亲性嵌段共聚物自组装成不同的聚集形态，这种不同取决于分子和溶液条件，例如分子的浓度、电解质浓度、pH和温度[1-2]。许多两亲性聚合物可以自组装形成各种形态，包括胶束、囊泡、棒状及多维聚集体[3-8]。此类聚合物的嵌段中亲水部分和疏水部分的相对大小，往往对其组装成的纳米聚集体有重要影响[9] 。通过改变亲疏水链段的质量比可以影响聚合物在溶液中的组装形貌，进而使其具有不同的功能。例如，当亲水链段质量大于疏水链段质量时，通常能够组装得到胶束结构，可以在疏水性药物的包裹、运输和控制释放中得以应用；反之则能获得囊泡结构，对亲水性药物进行包裹、运输和控制释放[10-12] 。本文除了得到囊泡状的组装体外，还通过含有较大的疏水链段的聚合物的组装得到了纳米棒状的组装形态[13-14]。

本文采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法，通过简单改变单体的加入量，改变合成的聚合物的亲疏水链段质量比，合成了嵌段共聚物聚丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PtBA-b-PMAEFc)。通过改变聚合物单体质量，分别合成了PtBA41-b-PMAEFc11、PtBA41-b-PMAEFc16和PtBA41-b-PMAEFc32(其中下角标表示对应聚合物的聚合度)。通过进一步水解PtBA-b-PMAEFc得到PAA-b-PMAEFc，通过PAA-b-PMAEFc在水溶液中的自组装和形态的变化，研究了亲疏水链段质量比对聚合物在水中的自组装形态变化的影响规律。

1 实验部分

1.1 原料

甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PMAEFc)是根据本课题组前面的工作合成[12]。丙烯酸叔丁酯(tBA)，甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA，纯度95%)在使用前分别通过中性氧化铝柱并且减压蒸馏除去溶剂进行纯化。溴化亚铜(CuBr，Sigma-Aldrich)在乙酸中搅拌过滤3次，再用乙醇冲洗并在真空烘箱中烘干。二氯甲烷通过加入氢化钙(CaH)搅拌干燥蒸馏后使用。四氢呋喃(THF)和甲苯通过加入金属钠干燥蒸馏后使用。三氟乙酸(TFA)、二环己基碳二亚胺(DCC)、4-(二甲氨基)吡啶(DMAP)、N, N, N′, N′, N″-五甲基二乙基三胺 (PMDETA)、2-溴异丁酸乙酯均是从阿拉丁试剂公司购买并直接使用。

  

图1 两亲性嵌段聚合物PAA-b-PMAEFc的合成路线Fig.1 Synthetic route of amphiphilic block polymer PAA-b-PMAEFc

1.2 聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)的合成

参考文献[15]的方法，如图1所示合成路线图，通过ATRP方法，以2-溴异丁酸乙酯(0.5 mmol，97.53 mg)为ATRP试剂，N, N, N′, N′, N″-五甲基二乙基三胺(0.5 mmol，87 mg)为配体，丙烯酸叔丁酯(35 mmol，4.486 g)为单体，溴化亚铜(0.5 mmol，72 mg)为催化剂，1，4-二氧六环(C4H8O2)(7 mL)为反应溶剂，在磁搅拌子的搅拌下通入氮气30 min以除去反应瓶中的氧气，然后油浴65 ℃条件下搅拌冷凝回流6 h。之后将得到的反应液通过中性氧化铝柱以除去催化剂溴化亚铜，再在甲醇/水(体积比1∶1)溶液中沉淀2次以除去反应的单体，再将其溶解于四氢呋喃中，减压蒸馏除去四氢呋喃，放入真空烘箱中干燥3 d。该反应产率为30%，Mn,GPC=5 397，Mw/Mn=1.09。PtBA41的1H-NMR (CDCl3,δ)：1.20～1.30 (s, CH3—)，1.41～1.50 (s,—OC(CH3)3), 1.70～1.90 (s,—CH2—), 2.05(s,—C(CH3)2—), 2.15～2.35 (s, CH), 4.05～4.25 (s,—CH2—)。

1.3 聚丙烯酸-聚甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PAA-b-PMAEFc)的合成

通过ATRP聚合方法，以PMAEFc为单体，PtBA-Br为ATRP试剂，PMDETA为配体，溴化亚铜为催化剂，甲苯为反应溶剂，用磁搅拌子搅拌，通入氮气30 min以除去反应体系中的氧气，然后在油浴90 ℃条件下冷凝回流反应10 h。得到的反应液通过中性氧化铝柱以除去溴化亚铜，在甲醇/水(体积比1∶1)溶液中沉淀2次，得到的产物在真空烘箱中干燥3 d，该反应产率为13%。通过只改变加入的单体量，聚合得到3种分子量不同的聚合物：Mn,GPC=9 796，Mw/Mn=1.20；Mn,GPC=11 794，Mw/Mn=1.20；Mn,GPC=17 803，Mw/Mn=1.29。PtBA41-b-PMAEFcn(n为11，16，32)的1H-NMR (CDCl3,δ)：1.20～1.30 (s,—CH3)，1.41～1.50 (s,—OC(CH3)3), 1.7～2.15 (m,—CH2—), 2.15～2.35 (s, CH), 4.15～4.29 (s, C5H5), 4.40 (s,—CH—), 4.47 (s,—CH2CH2—)， 4.75～4.87 (s,—CH—)。将产物PtBA-b-PMAEFc溶于二氯甲烷中搅拌15 min，加入三氟乙酸(TFA)，在室温下继续搅拌24 h以脱除叔丁酯基团，得到PAA41-b-PMAEFcn，减压旋蒸，并置于真空烘箱中干燥2 d,得到最终产物两亲性嵌段共聚物PAA41-b-PMAEFcn，产率为90%。PAA41-b-PMAEFc的1H-NMR (DMSO-d6，δ) ：1.21～1.29 (s, CH3), 1.40～1.52 (m,—CH2—), 2.09～2.26 (s, CH), 4.10～4.25 (s, C5H5), 4.26～4.40 (s,—CH—), 4.41～4.51 (s,—CH2CH2—), 4.7～4.85 (s,—CH—)。

1.4 临界胶束浓度(CMC)测定

后期,将进一步优化路由,并扩展路由协议,使其满足更多的路由指标,如可靠、吞吐量。这是后期研究工作的重点。

1.5 样品组装溶液的制备

样品组装溶液按照文献[17]中的方法，具体如下：2.0 mg PAA-b-PMAEFc溶解于1 mL四氢呋喃中得到2.0 mg/mL的溶液，然后在磁搅拌子的剧烈搅拌下将5 mL的PBS缓冲液(pH=8.5)缓慢滴加到上述溶液中。滴加完成后，用透析袋(截留分子量 3 500 Du)将组装液中的四氢呋喃在PBS缓冲液(pH=8.5)中透析除去，并且每6 h换1次PBS缓冲液。经过48 h后，透析袋中的液体体积增加到8 mL，得到 0.25 mg/mL的PAA-b-PMAEFc组装体溶液。

通过1H-NMR和GPC对中间产物以及最终产物的结构、相对分子质量及其分布进行表征。图2是均聚物PtBA在CDCl3中的1H-NMR谱图，其中，化学位移为 1.20～1.30、1.41～1.50、1.70～1.90、2.05、2.15～2.35、4.05～4.25 处的吸收峰依次为端基乙氧基上的甲基(a)、叔丁氧基(f)、主链的亚甲基(d)、端基上的两个甲基(c)、主链上的叔碳基(e)、端基上的亚甲基(b)的质子吸收峰。以上的吸收峰表明成功应用ATRP聚合合成了聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)。

1.6 表征方法

图4是PtBA-b-PMAEFc经过叔丁酯脱除反应后得到的PAA-b-PMAEFc在DMSO-d6中的1H-NMR谱图，在 1～2 范围的叔丁酯基团的质子峰已经消失，说明水解脱除完全。

2 结果与讨论

2.1 聚丙烯酸-聚甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PAA-b-PMAEFc)的结构

我热情地喊“妈”，又和阿姨们打招呼。她们显得很不自然，我干脆打哈哈：“怎么，生病了还不忘‘黑’我呀，您都把自己‘黑’进医院了，就消停几天吧。等身体好了，我任您‘黑’！”

参考文献[16]中的方法测定CMC。具体如下：准备9个10 mL的容量瓶，使用微量注射器在每个容量瓶中注入 1.2×10-3 mol/L的芘的丙酮溶液5 μL，等待约10 min，待丙酮挥发后，依次在9个容量瓶中加入不同质量的聚合物PAA-b-PMAEFc，用磷酸缓冲液(PBS,pH=8.5)定容后在超声仪中超声1 h。然后使用荧光分光光度计(Varian Cary Eclipse)测量荧光强度。根据波长382 nm和372 nm处的荧光强度之比与对应的聚合物浓度作图，并由此计算得到CMC。

  

图2 PtBA在CDCl3中的 1H-NMR谱图Fig.2 1H-NMR spectra of PtBA in CDCl3

图3是嵌段共聚物PtBA-b-PMAEFc在CDCl3中的1H-NMR谱图。对比图2和图3，图3中除了图2中PtBA上的质子吸收峰外，在化学位移 4.15～4.29，4.40 以及 4.75～4.87 处均出现了二茂铁基团上的质子峰，4.47处是二茂铁单体上乙二酯基团的质子峰，表明成功合成了嵌段共聚物PtBA-b-PMAEFc。

采用氢核磁共振波谱仪(1H-NMR，AVANCE 500型，德国BRUKER)表征分子结构；采用凝胶渗透色谱仪(GPC，Waters 1515型，Waytt Technology Corp，PS为标样，THF为流动相，流速为 1.0 mL/min，25 ℃)测定相对分子质量及其分布；采用荧光分光光度计(Varian Cary Eclipse)测定共聚物的临界胶束浓度(CMC)；采用动态光散射仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM，JEOL/JEM-2000EXII型)表征溶液中聚集体的尺寸分布。

  

图3 PtBA-b-PMAEFc在CDCl3中的1H-NMR谱图Fig.3 1H-NMR spectra of PtBA-b-PMAEFc in CDCl3

  

图4 PAA-b-PMAEFc在CDCl3中的1H-NMR谱图Fig.4 1H-NMR spectra of PAA-b-PMAEFc in CDCl3

图5所示是通过加入不同量的二茂铁单体得到的嵌段比不同的聚合物在四氢呋喃中的GPC流动曲线。通过计算得到PtBA的聚合度为41，PMAEFC嵌段的聚合度分别为11、16、32。以PtBA41-b-PMAEFcn来表示嵌段共聚物(其中n为11、16或32)。不同聚合物的数均分子量及其聚合物分散指数见表1。

★风是调皮的，一会儿把那朵悠闲的云赶得满天跑，还不断变化她的面具，一会儿卷起地上的落叶，让她们打着旋儿舞蹈。

2.2 嵌段聚合物临界胶束浓度(CMC)的测定

将芘作为荧光探针进而测得不同质量浓度PAA41-b-PMAEFcn胶束的水溶液中芘的荧光强度(I)，作出荧光图[16]，如图6所示。进而计算得到临界胶束浓度(CMC)，如图7所示。由图7可知，在n分别为11、16和32时，CMC分别为4.33×10-3、4.28×10-3、3.10×10-3 mg/mL。从图6和图7可以看出，随着疏水链段的增加，共聚物CMC越来越小，表明疏水链段越大，共聚物在水中越容易形成聚集体。这是因为疏水链段的增大导致聚合物在水中稳定性降低，所以容易发生聚集。

  

图5 PtBA41，PtBA41-b-PMAEFc11，PtBA41-b-PMAEFc16, PtBA41-b-PMAEFc32的GPC流动曲线Fig.5 GPC elution traces of PtBA41，PtBA41-b-PMAEFc11，PtBA41-b-PMAEFc16 and PtBA41-b-PMAEFc32

表1 PtBA41，PtBA41-b-PMAEFc11，PtBA41-b-PMAEFc16和PtBA41-b-PMAEFc32的数均分子量(Mn)及其聚合物的Mw/Mn

Table 1 Mn and Mw/Mn of PtBA41，PtBA41-b-PMAEFc11，PtBA41-b-PMAEFc16 and PtBA41-b-PMAEFc32

  

BlockcopolymerMnMw/MnPtBA4153971．09PtBA41⁃b⁃PMAEFc1197961．20PtBA41⁃b⁃PMAEFc16117941．20PtBA41⁃b⁃PMAEFc32178031．29

  

图6 聚合物PAA41-b-PMAEFcn和芘在水中混合后测量的荧光光谱Fig.6 Fluorescence spectra of PAA41-b-PMAEFcn in water with pyrene

  

图7 I382/I372与对应PAA41-b-PMAEFcn在PBS(pH=8.5)中不同质量浓度下的函数Fig.7 Plots of I382/I372 vs PAA41-b-PMAEFcn concentration for PAA41-b-PMAEFcn in PBS (pH=8.5) with different mass concentrations

2.3 两嵌段的不同质量比对组装形态的影响

在弱碱性溶液中，PAA是亲水链段，PMAEFc是疏水链段，PAA-b-PMAEFc在 PBS(pH=8.5)中自组装，形成囊泡或纳米棒结构，囊泡的内外表面均是亲水的PAA，中间层是疏水的PMAEFc，棒状聚集体的表面是PAA，内轴是PMAEFc。从图8所示的动态光散射(DLS)粒径(Dh)分布图可以看出，在水溶液中PAA41-b-PMAEFc32的组装体流体力学粒径(Dh=257.3 nm,粒径分布指数PI=0.214)较大，是由于疏水部分相较于亲水部分过大，在水溶液中变得不稳定而倾向于聚集。PAA41-b-PMAEFc16组装形成的聚集体粒径(Dh=188.4 nm，PI=0.196)介于另外两种聚合物之间。PAA41-b-PMAEFc11由于疏水链段最小，组装成的聚集体流体力学粒径(Dh=94.8 nm，PI=0.121)也符合最小预期。

磷酸奥司他韦颗粒剂联合蒲地蓝消炎口服液治疗儿童流感疑似病例的药物经济学评价 ………………… 陈圣洁等（13）：1810

  

图8 嵌段共聚物PAA41-b-PMAEFc11，PAA41-b-PMAEFc16和PAA41-b-PMAEFc32组装体动态光散射粒径分布图Fig.8 Particle size distributions for the aggregates of PAA41-b-PMAEFc11, PAA41-b-PMAEFc16 and PAA41-b-PMAEFc32

  

图9 不同嵌段质量比下共聚物PAA-b-PMAEFc组装体的透射电镜图Fig.9 TEM images from PAA-b-PMAEFc block copolymers by varying the polymer compositions

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3 结 论

张爱玲的短篇小说《色·戒》写于1950年，故事发生在抗战期间的上海，一群进步青年为刺杀汉奸特务头子易先生，派出最漂亮的女子王佳芝实施“美人计”。但在刺杀就要得手之际，剧情却戏剧性地发生逆转——王佳芝在老易为她买钻戒的过程中深受感动而改变初衷。

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(4) 类似水文地质基坑工程设计中，应重点考虑第一道支撑采用钢筋混凝土支撑、增加基坑围护桩(墙)体嵌固深度的必要性。

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图9所示为亲疏水链段质量比不同时共聚物PAA-b-PMAEFc组装体的透射电镜图。由图可见，PAA41-b-PMAEFc11的亲疏水质量比约为7∶10，组装形成囊泡(图9(a))，PAA41-b-PMAEFc16的亲疏水质量比为5∶10,组装形成囊泡(图9(b))，PAA41-b-PMAEFc32的亲疏水质量比为1∶4，组装形态发生了巨大变化，形成了纳米棒(图9(c)和9(d))。聚集体倾向于向表面能更低的形态进行变化，随着疏水分子链PMAEFc的增大，聚合物PAA-b-PMAEFc组装形态由囊泡结构转变成了棒状结构，是由于聚合物随着疏水段增加，棒状结构有利于增大比表面积，从而降低界面自由能，从而使体系的能量降低而变得稳定。

此外，对询问进行录音录像能起到保障证人权利的作用。虽然与讯问被调查人不同，询问证人一般不会出现刑讯逼供的问题，但是原先实践中出现过侦查机关采取威胁、恐吓等方式非法获取证人证言的情况，这也是对证人权利的侵犯，对询问过程录音录像有助于约束办案人员的上述行为。不仅如此，我国法律规定了证人的相关权利义务，监察机关办案人员在证人作证之前就需要明确告知其享有的权利和义务，尤其必须告知其作伪证要负的法律责任。我国《刑事诉讼法》（2018年）第125条要求办案机关在询问证人时有义务告知其应当如实作证，以及故意作伪证或者隐匿罪证的法律后果。对询问过程录音录像也有助于了解办案人员是否履行了相关义务。

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运用ATRP聚合方法成功合成了两亲性嵌段共聚物PAA41-b-PMAEFcn，并测定了PAA41-b-PMAEFcn在水溶液中的临界胶束浓度，以及在水中自组装后的粒径及分布，通过透射电镜研究了嵌段比例对组装体的形态影响。研究表明：两亲性嵌段共聚物PAA-b-PMAEFc的亲疏水链段质量比对聚合物在水溶液中的组装形态具有重要影响，当亲水链段和疏水链段质量比较高时，形成囊泡等球状聚集体；当亲水链段和疏水链段质量比较低时，组装体倾向于形成棒状结构。由于聚二茂铁具有多种响应性，比如对环糊精、氧化还原等均有响应性，因此，本文对响应性材料的合成以及响应性组装的研究均具有重要意义。

青辰还发现，随着自己和唐玉烟整日在一起，青萝对唐玉烟的敌意，已经不可避免地波及到了自己。她开始对自己不满，甚至于有时候连说话都会凶巴巴地瞪自己一眼。

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2) 本文所提出的重载转动副可装配性评价方法可以有效地指导雷达天线举升机构中重载转动副的装配规划，避免由于设计偏差及装配顺序不合理而导致的不可装配性，提高了整机的装配成功率。并且该可装配性分析过程不仅只适用于此类转动副也同样适用于间隙配合的装配体，具有一定的工程应用价值。

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