聚合物胶束
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载药聚合物胶束制备方法的研究进展中国药科大学药剂学 张振海 吕慧侠聚合物胶束是两亲性的高分子物质在水中自发形成的一种自组装结构。
与小分子表面活性剂类似,当嵌段或接枝共聚物在水中的浓度达到一定程度后,分子中的疏水段和亲水段就会发生微相分离,自动地形成疏水段向内,亲水段向外的具有典型核—壳结构的胶束,疏水性药物则依靠胶束内核间的疏水性相互作用而进入胶束内部。
聚合物胶束按照溶剂不同可分为水溶性胶束和有机溶剂胶束,按小分子表面活性剂的说法,前者为常规胶束, 后者为反向胶束。
按胶束的结构又有星型胶束(胶束的核很小而壳相对较大,见图1) 、平头胶束(胶束的核很大而壳相对较小,见图2) 等。
自组装形成的载药胶束是热力学、动力学稳定的体系,具有许多优良的性质,使得聚合物胶束成为难溶性药物理想的输送系统。
图1:星型胶束 图2:平头胶束1 聚合物胶束的理化性质聚合物胶束的形成与聚合物分子的静电、疏水、氢键作用等有关。
在体系自由能降低的驱动下,聚合物的疏水段自发聚集在一起,形成胶束内核,疏水性药物可以通过与内核间的物理协同作用或与疏水段化学结合而进入胶束内核,大大提高难溶性药物的溶解度。
聚合物的亲水段分布在疏水内核周围,与周围的水分子间形成氢键而向水中伸展,形成有一定厚度的壳层。
亲水段彼此之间的排斥作用可以保证胶束在一定的浓度范围内稳定存在。
外壳还可以有效地降低胶束表面上蛋白质的吸附和细胞的附着。
蛋白质吸附在胶束表面会引起胶束降解,导致药物从中泄露出来[1]。
此外,外壳还可以阻止胶束粒子的再次聚集,减少因此而造成的药物在生物体内分布的改变。
开始大量形成胶束时的聚合物浓度即为临界胶束浓度(CMC)。
与小分子表面活性剂相比,两亲聚合物的CMC值通常很低(约为10-6mol/L) ,当浓度大于CMC时即可形成紧密稳定的胶束[2]。
因此,聚合物胶束体系具有很高的热力学稳定性。
此外,聚合物分子内多点间的疏水性相互作用,使得该类型胶束具有高的动力学稳定性,当把胶束溶液稀释到CMC值以下时,胶束的分解速度也是很低的,这是聚合物胶束与普通小分子表面活性剂形成的胶束最显著的区别。
peg聚乙二醇的临界胶束浓度cmc PEG聚乙二醇的临界胶束浓度(CMC)聚乙二醇(Polyethylene Glycol,简称PEG)是一种常用的聚合物材料,具有极好的溶解性和生物相容性。
在不同应用领域中,了解PEG聚合物胶束的临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,简称CMC)非常重要。
本文将介绍PEG聚乙二醇的CMC及其相关研究。
一、什么是临界胶束浓度(CMC)临界胶束浓度(CMC)是指当某一表面活性剂在溶液中达到一定浓度时,分子之间发生自组装现象,形成微观胶束结构。
当浓度低于CMC 时,表面活性剂分子以单体形式存在,而在超过CMC时,表面活性剂分子则会形成胶束结构。
二、PEG聚乙二醇的临界胶束浓度(CMC)研究1. 影响CMC的因素PEG聚乙二醇的CMC受多种因素的影响,包括但不限于链长、分子量、温度、pH值和添加剂等。
较长的PEG链长度和较高的分子量可以降低CMC值。
温度的改变也会对CMC产生一定影响,通常情况下,随着温度的升高,CMC值会下降。
pH值的变化和添加剂的引入也可能改变PEG聚合物的CMC。
2. 测定CMC的方法测定PEG聚乙二醇的CMC一般采用表面张力曲线法、荧光探针法和动态光散射法等。
表面张力曲线法通过在溶液中逐渐增加PEG聚合物的浓度,测定表面张力的变化来确定CMC。
荧光探针法则通过添加一种能够在临界浓度下发生荧光强烈变化的探针,来检测CMC。
动态光散射法则通过测量溶液胶束在不同浓度下光散射的强度变化,可以得到CMC的信息。
三、PEG聚乙二醇临界胶束浓度的应用1. 药物传递系统PEG聚乙二醇的CMC在药物传递系统中具有重要意义。
药物可以通过封装在PEG胶束中来提高其生物利用度和稳定性。
PEG聚合物的低CMC值有利于药物的包埋和释放,并且可以在体内保护药物免受降解和代谢的影响。
2. 洗涤剂和表面活性剂PEG聚乙二醇的CMC也在洗涤剂和表面活性剂中得到广泛应用。
纳米胶束和纳米聚合物全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:纳米胶束和纳米聚合物是近年来备受关注的两种纳米材料,它们在药物传递、生物医学、材料科学等领域都有着重要的应用价值。
在本文中,我们将探讨纳米胶束和纳米聚合物的定义、制备方法、特性以及应用领域,以便更好地了解这两种纳米材料。
纳米胶束是由由表面活性剂分子在水中自组装形成的胶束,具有纳米级别尺寸的胶束结构。
其特点是水溶性好,载荷能力强,稳定性高,对生物体相容性好。
纳米胶束广泛应用于药物传递领域,可以提高药物的生物利用度、减少药物副作用、改善药物的靶向性能等。
纳米胶束还可以作为纳米载体材料用于催化、分离等领域。
制备纳米胶束的方法主要包括溶剂法、薄膜hydration法、破碎法等。
溶剂法是目前应用最为广泛的一种方法,通过在溶液中添加表面活性剂并经过适当的加工工艺,可以制备出具有不同结构和性质的纳米胶束。
薄膜hydration法是一种简单易行的方法,通过在溶剂中形成薄膜结构后,加入水使薄膜发生变化从而形成纳米胶束。
破碎法是将大分子聚合物分子在适当的条件下进行机械破碎,得到具有纳米级粒径的纳米胶束。
纳米聚合物是一类以聚合物为基础的纳米材料,具有独特的结构和性质。
纳米聚合物通常指的是尺寸在10-100纳米之间的聚合物颗粒或胶束。
与传统的聚合物相比,纳米聚合物具有更高的比表面积、更大的比表面积等优势。
由于其结构的特殊性,纳米聚合物在药物传递、生物医学、材料科学等领域有着广泛的应用前景。
制备纳米聚合物的方法包括微乳液聚合法、反相微乳液聚合法、自组装法等。
微乳液聚合法是通过在含有界面活性剂的溶液中形成微乳液,在聚合反应中持续加入单体,最终形成具有纳米尺寸的聚合物颗粒。
反相微乳液聚合法是在非极性溶剂中制备微乳液,然后在微乳中进行聚合反应得到纳米聚合物。
自组装法是通过调控单体和界面活性剂的比例,在溶液中自组装形成纳米聚合物。
纳米胶束和纳米聚合物是两种具有重要应用前景的纳米材料,其制备方法简单易行,具有独特的结构和性能。
Vol.48No.12(2017)ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY 收稿日期:2017-03-22基金项目:国家自然科学基金(C10114240)资助。
作者简介:潘攀(1988-),男,硕士研究生,研究方向:药物输送载体在体内微环境下的稳定性研究。
*通讯作者:易喻,E-mail:490377299@ 。
聚合物胶束的稳定性及影响因素潘攀,张浩,易喻*(浙江工业大学药学院,化学工程学院,浙江杭州310014)摘要:由两亲性大分子自行组装形成的聚合物胶束被广泛地应用于抗肿瘤药物的靶向输送,但是聚合物胶束纳米载药系统面临着困境,即胶束进入人体内后其稳定性大大减弱,导致药物的提前释放从而失去了靶向作用。
因此阐明影响聚合物胶束稳定性因素是进一步设计和制备物理稳定的聚合物胶束药物输送载体的基础。
本文从热力学和动力学角度概述聚合物胶束稳定性的影响因素,并进一步探讨了其作为重要的药物输送载体在人体血液循环系统中受到血液微环境等不利因素的影响。
关键词:聚合物胶束;两亲性嵌段共聚物;药物输送载体文章编号:1006-4184(2017)12-000愿-040引言恶性肿瘤是危害我国人民健康最严重的疾病,每年有约200万人死于恶性肿瘤,并仍然呈现逐年上升的趋势。
由于大部分化疗药物的疏水性结构造成其在临床使用上具有很大弊端,因此如何克服抗癌药物在临床使用上的缺点逐渐成为当下研究热点[1]。
聚合物纳米胶束由于其亲水外壳-疏水内核的结构可以对疏水性的抗癌药物进行包封装载,一方面可以增大药物在体内的水溶性,另一方面减小药物对人体的毒副作用[2]。
目前聚合物胶束药物载体与其它纳米药物面临同样的困境,即在一定程度上可以减轻毒副作用,但是疗效较原药并没有显著的提高。
可能的原因是胶束在血液循环系统的快速解离导致了药物的提前释放从而失去了靶向性,造成胶束化药物体内疗效不高。
因此,阐明体内和体外环境下影响聚合物胶束稳定性的因素,将为进一步设计物理性质稳定的聚合物胶束进而获得高效胶束型纳米药物提供重要理论基础。
聚合物胶束多层次自组装作用机制探索
聚合物胶束多层次自组装技术是一种新型的纳米技术,利用聚合物胶束可以在低温的环境
中对现有的材料进行多层次的自组装,构建出具有高分子网络结构的纳米材料。
其原理是
利用聚合物胶束的特性,将高分子单体质量的分散体,如小分子、聚合物、分子等聚合成
一个复合纳米结构物,通过低温环境和特殊的溶剂可以形成聚合物胶束的多层次自组装结构。
采用聚合物胶束多层次自组装技术可以方便地制备出具有高分子复合结构的纳米材料,这些纳米材料具有较高的分子量、表面活性、热稳定性和结晶度,同时也具有很高的拉伸强度和耐磨性能。
聚合物胶束多层次自组装技术由于具有简易、快速、低成本等优点,在材料制备、纳米结
构构筑和新型功能材料研究等方面受到了越来越多的关注,并成功替代了传统的化学气相
沉积制备方法。
在这一过程中,从溶剂到无定型液胶到有定型液胶再到固体,可以层层次
沉积,有效地调节每层的组成成分、温度、时间和其他因素,以获得不同的组织结构和性能,从而达到自组装的作用。
聚合物胶束多层次自组装作用也可以用于生物和分子系统中,可以有效的控制每一层的复
合结构和分子活性,并在某些条件下达到调控反应的作用。
未来,聚合物胶束多层次自组
装将成为制备具有高分子复合结构的纳米材料和构筑生物和分子系统的重要技术。
纳米胶束和纳米聚合物
纳米胶束和纳米聚合物都是纳米材料的一种,它们在材料科学
和纳米技术领域具有重要的应用和研究价值。
首先,让我们来看一
下纳米胶束。
纳米胶束是由表面活性剂分子在溶液中自组装形成的
纳米级粒子,通常呈球形或椭圆形,其直径范围在1到100纳米之间。
纳米胶束的形成是由于表面活性剂分子在溶液中的疏水端和亲
水端之间的相互作用,使得它们聚集形成胶束结构。
纳米胶束具有
较大的比表面积和特殊的表面性质,因此在药物传递、化妆品、油墨、润滑剂等领域有着广泛的应用。
接下来,我们来看看纳米聚合物。
纳米聚合物是由聚合物链构
成的纳米级结构材料,其尺寸范围在1到100纳米之间。
纳米聚合
物的制备方法多种多样,包括纳米乳液聚合、原子转移自由基聚合、纳米凝胶聚合等。
纳米聚合物具有优异的力学性能、光学性能和热
学性能,因此在材料强化、纳米复合材料、传感器、生物医学材料
等领域具有重要应用价值。
从应用角度来看,纳米胶束主要用于载体传递系统,例如用于
药物传递系统的载体、生物成像和生物检测领域;而纳米聚合物则
更多地应用于材料强化和功能性材料的制备,例如纳米复合材料、
传感器和生物医学领域。
从制备方法来看,纳米胶束主要是通过自组装的方法得到的,而纳米聚合物则是通过特定的聚合方法制备得到的。
总的来说,纳米胶束和纳米聚合物都是纳米材料领域中非常重要的研究对象,它们都具有独特的结构和性能,在药物传递、材料强化、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
希望这些信息能够帮助你更好地理解纳米胶束和纳米聚合物。
胶束的概念
胶束是由具有疏水性和亲水性特性的分子组成的结构,其中两性分子在水中形成的微型聚合物结构。
它由水溶液中的两性表面活性剂分子(或生物分子)组成,其中疏水性部分聚集在一起形成核心,亲水性部分面向水溶液。
具有定向排列和高表面积的特点,因此具有很高的稳定性和分散性。
在生物体中,胶束在脂质和其他生物分子的转运和代谢过程中起着重要作用。
在工业上,它被广泛应用于清洁剂、润滑油、护肤品、药物输送等领域。