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LCST可調(diào)的溫度和ROS雙響應(yīng)聚硫醚
采用開環(huán)聚合的方法合成了溫度和活性氧（ROS）雙響應(yīng)的OEG化聚硫醚。它們的低臨界溶解溫度（LCSTs）接近人體溫度，并且可以通過主鏈中疏水的硫醚和親水的亞砜/砜之間的比例進(jìn)行調(diào)控。另外，該水溶性聚硫醚能夠清掃ROS減輕細(xì)胞的氧化損傷。
關(guān)鍵詞 聚硫醚，溫度響應(yīng)性，ROS響應(yīng)性，LCSTs可調(diào)，抗氧化
多重刺激響應(yīng)性聚合物在實(shí)現(xiàn)多尺度的性能控制和滿足復(fù)雜應(yīng)用需求方面具有巨大的潛力。由一個單體聚合而成的多重響應(yīng)性均聚物，能夠規(guī)避共聚物中普遍存在的合成復(fù)雜、響應(yīng)單元分布不精確和響應(yīng)敏感度低等問題。活性氧(ROS)和溫度是生物系統(tǒng)中兩種特殊的刺激物，具有ROS響應(yīng)性的溫敏材料近年來廣泛應(yīng)用于藥物載體、可注射水凝膠等領(lǐng)域。因此，合成結(jié)構(gòu)新穎的溫度和ROS雙響應(yīng)性均聚物并對其雙重響應(yīng)性質(zhì)進(jìn)行研究十分重要。另一方面，對于溫敏性聚合物來說，要實(shí)現(xiàn)對低臨界溫度（LCSTs）的精確調(diào)控仍是一大難題。長春應(yīng)化所石強(qiáng)教授課題組利用聚環(huán)硫丙烯（PPS）骨架和OEG側(cè)基構(gòu)建了新型的聚硫醚，該均聚物表現(xiàn)出靈敏的溫度和氧化雙重響應(yīng)性。對ROS誘導(dǎo)的LCSTs變化的研究表明，通過改變主鏈的親疏水性質(zhì)能夠精準(zhǔn)調(diào)控溫敏型聚合物的LCST。此外，該材料還能作為ROS清掃劑發(fā)揮抗氧化作用。該聚合物的水溶液在受熱時發(fā)生急劇的相轉(zhuǎn)變，由透明轉(zhuǎn)變?yōu)闇啙釥顟B(tài)，其LCST接近人體溫度，有生物應(yīng)用的潛力。被ROS氧化后可使塌縮的分子鏈重新溶解，表現(xiàn)出雙重響應(yīng)的性質(zhì)。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該聚合物在經(jīng)過均相氧化后，其LCST隨著氧化時間線性升高，表現(xiàn)出高度的可控性。原位核磁跟蹤顯示，聚合物主鏈上疏水的硫醚基團(tuán)在氧化過程中，線性的轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水的亞砜或者砜基團(tuán)，證明聚合物主鏈水溶性的齊次增加導(dǎo)致了其LCST均勻的升高。另外，硫醚作為ROS清掃單元，賦予了材料ROS清除活性，能夠有效減少紅細(xì)胞存儲時的溶血率和機(jī)械脆性，維持其雙面凹的圓餅狀，降低紅細(xì)胞的氧化損傷。該工作為合成雙重響應(yīng)性均聚型高分子提供了新的思路。
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Macromolecular Rapid Communication (DOI: 10.1002/marc.202000206)上，文章第一作者為陳潤海
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.202000206