分享一篇近期發(fā)表在Biomacromolecules上的文章，Dextran Macroinitiator for Synthesis of Polysaccharide?b?Polypeptide Block Copolymers via NCA Ring-Opening Polymerization。這篇文章的通訊作者是青島科技大學(xué)的陳駿逸。
多糖-多肽共聚物與糖蛋白具有相似的結(jié)構(gòu)，在藥物遞送應(yīng)用中具有很大的潛力。通過偶聯(lián)策略制備嵌段共聚物通常只具備低至中等的分子量且需要在鏈段末端設(shè)計相應(yīng)的活性官能團，操作相對繁瑣。 受以往一項關(guān)于水不敏感的四烷基羧酸銨引發(fā)NCA開環(huán)聚合的啟發(fā)，作者探索了利用多糖大分子引發(fā)劑來合成多糖-多肽嵌段共聚物的方法，展示了葡聚糖大分子引發(fā)劑的簡單制備，系統(tǒng)地研究了其引發(fā)的NCA開環(huán)聚合，對所得的葡聚糖-多肽嵌段共聚物進行了全面表征。 葡聚糖是葡萄糖的均聚物，作者使用線性無支鏈葡聚糖作為研究對象，每個線性葡聚糖鏈在單糖的C-6處具有一個伯醇，適合末端修飾。獨特的伯羥基可以被(2,2,6,6-四甲基胡椒堿-1-基)氧(TEMPO)選擇性氧化，并被四丁基氫氧化銨還原后，生成四烷基羧酸銨 (Dextran-TBA) (圖1)。圖1. 基于葡聚糖的大分子引發(fā)劑(Dextran-TBA)的制備 (b)通過Dextran-TBA引發(fā)的NCA開環(huán)聚合制備Dextran-b-PBLG 1H NMR證明了Dextran-TBA的成功合成(圖2)。作者使用該引發(fā)劑嘗試引發(fā)γ-芐基谷氨酸(BLG) NCA的聚合，引發(fā)劑與單體的比例為1:100。紅外光譜(FT-IR)結(jié)果支持了PBLG的形成且1650 cm?1處出現(xiàn)的峰(酰胺I)表明聚合物中存在α-螺旋二級結(jié)構(gòu)(圖3)。圖3. Dextran-TBA引發(fā)BLG NCA聚合的紅外光譜圖 作者通過改變單體/引發(fā)劑的比例從10到160，合成了一系列Dextran-b-PBLG，有著與投料比預(yù)期一致的分子量，但在制備聚合度超過130的長PBLG嵌段時遇到了困難且該策略很難制備三嵌段或多嵌段共聚物。作者使用原位FT-IR監(jiān)測了Dextran-TBA引發(fā)聚合時，單體與引發(fā)劑比例為100:1的BLG NCA的轉(zhuǎn)化，聚合過程在200 min內(nèi)消耗了90%以上的單體。該反應(yīng)速率超過了Kamitakahara報道的大引發(fā)劑，后者需要過夜反應(yīng)。圖4. FT-IR光譜監(jiān)測聚合過程中NCA的轉(zhuǎn)化(通過1654 cm?1的紅外吸收測定，歸因于PBLG的形成) 為了擴大葡聚糖-b-多肽嵌段共聚物的范圍，作者嘗試引發(fā)不同的NCA單體，包括L-亮氨酸、ε-三氟乙酰賴氨酸和L-丙氨酸，所得嵌段共聚物也使用FTIR進行了驗證。嵌段共聚物具有相應(yīng)聚多肽的二級結(jié)構(gòu)。隨后，作者采用溶劑交換技術(shù)，通過非溶劑(水)添加策略來創(chuàng)建嵌段共聚物納米結(jié)構(gòu)，溶液因光散射而呈現(xiàn)藍色，表明納米級顆粒的存在。DLS顯示Dextran-b-PBLG30半徑為180 nm (圖5)。圖5. Dextran44-b- PBLG30 (a) Dextran44-b- PBLG10 (b)和Dextran44-b- PLAla10 (c)納米結(jié)構(gòu)的水懸浮液。(d)水溶液中Dextran44-b
