通过π-π堆叠相互作用稳定的两亲性嵌段共聚物胶束制备：基于阴离子聚合合成两亲性共聚物

本研究的总体目标是展示通过阴离子开环聚合合成嵌段共聚物材料所需的关键步骤，并阐明疏水性药物的嵌段共聚物胶束制剂研究的必要流程。本方案详细演示了通过阴离子聚合合成嵌段共聚物时所需步骤与操作的正确实施。阴离子开环聚合的一大优势在于能够以较高的产率合成材料，并获得较低的分子量分布多分散性。

此外还有工艺的可扩展性。对于聚合物药物递送领域而言，当前正处于一个令人振奋的发展时期，已有多种依赖制剂和嵌段共聚物胶束的药物正处于临床前后期或临床开发阶段。

按照文本方案中的描述准备转移所需的试剂和材料。称取分子量为5,000的甲氧基聚乙二醇。将mPEG加入含有搅拌子的干燥烧瓶中，并在顶部用隔膜密封通气适配器。

将烧瓶连接至多通阀，用氩气吹扫烧瓶两到三分钟。将阀门转至真空位置以抽真空处理烧瓶。手动旋转烧瓶，并使用吹风机或加热枪均匀干燥反应容器，直至mPEG熔化。

一分钟后，通过快速几次将多歧管上的阀门转向氩气位置来打破真空，以冷却烧瓶。将聚合物大分子引发剂在真空下保持约两小时，然后置于氩气氛围中，再开始反应。接下来，在通风橱内安装两套此前已在烘箱中干燥过的高真空蒸馏装置。

一种装置用于蒸馏DMSO，另一种装置用于蒸馏单体苯基甘油醚。将两个独立的烧瓶分别连接至这两套装置，并将其安装在半球形加热套中或置于油浴内。将冷水连接至每套装置的顶部以及多通管。

确保每台仪器均固定牢固且密封良好。打开阀门启动真空。通过温度控制器设定加热温度，并开始搅拌溶液。

在DMSO循环蒸馏两小时后，关闭高真空阀，收集约20毫升溶液。随后将馏分释放至烧瓶中，并重复操作一次，以确保后续收集的目标馏分的纯度。在真空条件下用加热枪加热含有mPEG的烧瓶，直至聚合物熔化，然后再次用氩气置换。

两小时后，关闭高真空阀，并收集溶剂体积。停止加热，从多通管处解除真空。如前所述，向腔室内通入氩气。

在氩气正压条件下，将套管的一端连接至量筒，或直接连接至同样处于氩气保护下的含有mPEG的烧瓶，并将另一端小心浸入新蒸馏的馏分中。在烧瓶上连接一个额外的鼓泡器，关闭氩气流，仅利用蒸馏装置中的氩气压力进行操作。为避免因氩气压力导致意外，打开玻璃活塞1至2秒以释放压力，然后重新关闭，继续DMSO的转移，直至完成全部转移过程。

接下来，在氩气保护下，将干燥的量筒一侧通过隔膜连接至套管的一端，另一端连接至0.3摩尔萘基钾储备溶液。然后，在量筒上加装一个额外的鼓泡器，关闭通向量筒的氩气流，并在正压氩气条件下，通过套管转移五毫升0.3摩尔萘基钾储备溶液至该量筒中。将多通阀上的另一根针头插入量筒内，随后移除额外的鼓泡器。

小心移除连接至储备溶液的导管，迅速将其插入反应烧瓶中，并连接一个额外的鼓泡器。接着，按照之前所述方法，逐滴加入碱液，直至溶液变为深色。待颜色缓慢消失后，再次加入一部分碱液，使深色重新出现，并重复此过程，直至完成全部转移。

如前所述，将所需体积的单体转移至反应体系中，使聚酚甘醇醚的聚合度达到约18至20个单元。在氩气氛围下，80摄氏度持续搅拌反应48小时，以确保完全聚合。通过滴加1 N盐酸和甲醇淬灭反应，直至观察到颜色消失为止。

用正己烷萃取DMSO溶液中的萘。在减压下蒸馏除去约70毫升DMSO。冷却浆状溶液，加入15毫升THF。

通过在 5,000 × g 条件下离心 10 分钟，从浆液中去除盐分。转移上清液，并逐滴加入 500 毫升冷的乙醚中。通过过滤或离心收集沉淀物。

重复沉淀两次后，将沉淀物置于通风橱内室温下干燥过夜，随后在30摄氏度下真空干燥24至48小时，产率为85%。该共聚物现已可用于表征，具体步骤见文中的实验方案。将12毫克阿霉素溶解于1毫升乙腈中，加入10微升三乙胺，避光搅拌反应2小时。

将45毫克共聚物溶解于1毫升四氢呋喃（THF）中，并搅拌相同时间。将共聚物溶液加入到阿霉素溶液中，并用额外体积的THF冲洗含有残留共聚物的小瓶。接着，将共聚物-药物混合物逐滴加入含有15毫升0.9%生理盐水的20毫升小瓶中，同时搅拌。

将溶液转移至透析袋中，用500毫升0.9%生理盐水透析。将透析液转移至15毫升离心管中，在5,000 × g条件下离心15分钟。然后，将上清液转移至含有透析膜的超滤系统中。

将搅拌适配器放入超滤系统中，盖上盖子，并通入氮气流。将嵌段共聚物胶束溶液浓缩至4毫升体积，加入6毫升新鲜生理盐水。然后再次将嵌段共聚物胶束溶液浓缩至4毫升，用0.5毫升生理盐水冲洗滤室，并将冲洗液加入溶液中。

将所得溶液在室温避光条件下储存于棕色小瓶中，以备后续使用。采用深部质子化mPEG大分子引发剂的羟基，引发苯基甘油醚的开环阴离子聚合，从而制备两亲性二嵌段共聚物。以萘基钾作为自由基阴离子，随后引发苯基甘油醚单体的聚合反应。

通过凝胶渗透色谱和质子核磁共振波谱分析对嵌段共聚物进行表征，结果表明苯基甘油醚的聚合度为15个单元，且分子量分布较窄。在水相介质中，两亲性嵌段共聚物自组装形成胶束，其结构为疏水性内核被亲水性外壳包围。透射电子显微镜观察证实了球形形貌，动态光散射结果显示其流体力学直径为25纳米。

阿霉素成功地被包载于嵌段共聚物胶束中。与溶液中游离的质子化药物相比，通过荧光光谱观察到的阿霉素自猝灭现象证实了药物已成功载入聚合物胶束，载药量高达14%。阿霉素从嵌段共聚物胶束中的释放行为表明，该制剂在中性pH条件下具有良好的稳定性，并在生理相关条件下实现持续四天的药物缓释。

一旦掌握，该技术可帮助药物科学领域的学员制备用于药物递送的二嵌段共聚物。本文所述方法可用于以聚乙二醇（PEG）为引发剂的多种共聚物的合成。本实验重点强调良好的实验室操作规范，以确保无水条件并获得高质量的材料。

观看本视频后，我应该能够充分理解如何在无水条件下进行操作，并能够将这些步骤应用于聚乙二醇聚酯或聚乙二醇聚酯材料的合成。在开展任何所述研究时，必须牢记：实验是在受控条件下进行的，涉及潜在有害的有机溶剂及其他试剂。此外，所有药品均具有毒性，必须采取必要的防护措施进行操作。

例如，佩戴手套、实验服、封闭式鞋履，以及在称量药物时佩戴口罩。