Name: 通过结晶驱动生物降解块共聚物的自组装合成单分散圆柱状纳米粒子 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 42 s
Description: 学习利用活性结晶驱动自组装（CDSA）结合开环聚合与RAFT聚合技术，制备具有可控长度和单分散性的生物降解嵌段共聚物圆柱形纳米粒子。该方法为聚合物科学和纳米技术应用提供了可靠的实验方案。

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没有致谢。

1. 甲苯的干燥
注意：如果您可使用干燥溶剂塔，请收集甲苯并通过五次冷冻-抽气-解冻循环进行脱气。
<ol>
	<li>在250 mL Schlenk烧瓶中，将3 Å分子筛在真空条件下于250–300 °C干燥48 h，随后转移至手套箱中。</li>
	<li>将两个安瓿瓶在150 °C烘箱中干燥过夜，然后转移至手套箱中。</li>
	<li>将活化的分子筛转移至两个安瓿瓶中，并移出手套箱。</li>
	<li>干燥一个双颈圆底烧瓶（RBF），加入100 mL甲苯，其体积最多不超过安瓿瓶体积的一半。加入1.0 g CaH2 加入甲苯并搅拌。 
	警告：注意 H2 此时释放。始终添加 CaH2 在氮气持续通入条件下以去除任何 H2 在烧瓶中积累。</li>
	<li>使用滤管将甲苯转移至含有分子筛的安瓿瓶之一中，静置过夜。</li>
	<li>将甲苯通过带滤芯的移液管转移至装有分子筛的最后一个安瓿瓶中。对甲苯进行冷冻-抽气-解冻处理（共5个循环），然后转移至手套箱中。</li>
</ol>
2. CTA引发剂/DPP的干燥
<ol>
	<li>将链转移剂/引发剂加入小瓶中，并用纱布封口。</li>
	<li>将 10 g P2O5 放入干燥器中，将小瓶置于粉末上方。</li>
	<li>将干燥器置于动态真空下处理 8 小时，随后继续静态真空过夜。</li>
	<li>打开干燥器，搅动 P2O5，然后继续进行 5 天的真空循环。 
	注意：若存在过量溶剂或水分，P2O5 可能发生变色或结块。若观察到此现象，应更换 P2O5。</li>
	<li>用氮气对干燥器进行充气，然后转移至手套箱中。</li>
</ol>
3. ε-己内酯的干燥/纯化
注意：本实验所用的所有玻璃器皿和搅拌子必须在使用前于150 °C烘箱中干燥过夜。此步骤可去除玻璃表面的所有水分。
<ol>
	<li>在装有搅拌子和小颈活塞的250 mL双颈圆底烧瓶中加入100 mL ε-己内酯。</li>
	<li>在持续通入氮气的条件下，向该圆底烧瓶中加入1.0 g氢化钙，塞上玻璃塞，并在室温下于氮气氛围中搅拌过夜。</li>
	<li>干燥真空蒸馏装置。</li>
	<li>将双颈烧瓶连接至施兰克线（Schlenk line），通过抽真空并充入氮气重复三次进行置换。置换完成后，保持系统通入持续的氮气流。</li>
	<li>将ε-己内酯烧瓶与真空蒸馏装置组装，同时维持持续的氮气流，以防止水分进入系统。安装温度计并密封到位。</li>
	<li>将接头连接至施兰克线，停止氮气流，并通过此新连接将系统置于真空下。</li>
	<li>在60–80 °C加热ε-己内酯，最初收集的5.0 mL馏分置于小圆底烧瓶中，其余部分收集至双颈烧瓶中。将接收烧瓶浸入液氮中以有效冷凝己内酯。用脱脂棉和铝箔包裹蒸馏装置以加快蒸馏进程。</li>
	<li>将施兰克线连接至收集瓶，对管线抽真空并充氮气置换三次。将管线切换至氮气状态，打开活塞。向瓶中加入1.0 g氢化钙和一个塞子，然后在氮气氛围下搅拌过夜。</li>
	<li>与此同时，通过逐滴加入异丙醇处理多余的氢化钙，待气泡停止后，再加入5.0 mL甲醇，最后加入过量水。用丙酮冲洗玻璃器皿，并放入烘箱中干燥过夜。</li>
	<li>再次重复一次真空蒸馏操作，但此次不在单体中添加CaH2。蒸馏完成后，通过套管将己内酯转移至安瓿瓶中，并转移至手套箱内保存。</li>
</ol>
4. ε-己内酯的开环聚合
<ol>
	<li>配制引发剂、催化剂和单体的储备溶液。分别称取0.10 g二苯基磷酸、0.011 g CTA-OH和0.25 g己内酯，放入三个不同的小瓶中。向引发剂和催化剂小瓶中各加入0.5 mL甲苯，轻轻振荡，直至试剂完全溶解。</li>
	<li>将引发剂和二苯基磷酸的储备溶液混合至同一小瓶中，并加入一个搅拌子。</li>
	<li>在中等搅拌条件下，将单体加入引发剂/催化剂混合液的小瓶中。盖上瓶盖，在室温下搅拌反应8小时。</li>
	<li>反应8小时后，将小瓶从手套箱中取出，立即逐滴加入过量的冷乙醚中进行沉淀。</li>
	<li>过滤所得白色固体，干燥后溶于1 mL四氢呋喃（THF）中。再重复沉淀两次，并彻底干燥。</li>
</ol>
5. 甲基丙烯酸甲酯和N,N-二甲基丙烯酰胺的可逆加成-断裂链转移聚合
<ol>
	<li>为去除二氧六环和甲基丙烯酸甲酯（MMA）中的稳定剂，使用巴斯德吸管制备数个碱性氧化铝柱，并将液体分别过滤至不同的小瓶中。</li>
	<li>称取先前合成的0.5 g聚己内酯（PCL）、0.424 g甲基丙烯酸甲酯，量取2 mL二氧六环加入小瓶中，使其溶解。</li>
	<li>配制偶氮二异丁腈（AIBN）的储备溶液（10 mg溶于1.0 mL溶剂中），取139 μL加入反应混合物中。转移至带有搅拌子的安瓿瓶中并密封。</li>
	<li>对溶液进行三次冷冻-抽气-解冻循环。用氮气重新填充后，将安瓿瓶置于65 °C预热的油浴中反应4小时。 
	注意：在完成冷冻-抽气-解冻循环前，容器温度不得超过30 °C，否则可能导致引发剂分解。</li>
	<li>为监测转化率，将安瓿瓶从油浴中取出，在氮气流下更换为橡胶隔垫密封，取出两滴样品并与氘代氯仿混合，使用核磁共振（NMR）仪测定氢谱。</li>
	<li>将安瓿瓶置于液氮中冷冻后打开，暴露于空气中以终止聚合反应。</li>
	<li>将混合物逐滴加入大量过量的冷乙醚中进行沉淀，通过布氏漏斗过滤分离产物并干燥。</li>
	<li>将聚合物溶于四氢呋喃（THF）中，再重复沉淀两次。充分干燥聚合物后，采用1H核磁共振（NMR）波谱法和凝胶渗透色谱（GPC）进行分析。</li>
	<li>重复上述步骤，但使用0.5 g PCL-PMMA、1.406 g二甲基丙烯酰胺（DMA）、2.0 mL二氧六环以及111 μL浓度为10 mg·mL-1的AIBN二氧六环溶液。在70 °C加热聚合反应1小时，并将反应混合物在冷乙醚中沉淀三次。</li>
</ol>
6. 自成核、种子生成与活性结晶驱动的自组装
<ol>
	<li>取 5.0 mg 三嵌段共聚物放入样品瓶中，加入 1.0 mL 乙醇。用瓶盖密封后加封封口膜，于 70 °C 加热 3 小时。</li>
	<li>让样品瓶缓慢冷却至室温。将溶液在室温下陈化两周。当自组装完全时，溶液将变得浑浊，并在底部形成明显的分层。</li>
	<li>将 5.0 mg·mL-1 的分散液稀释至 1.0 mg·mL-1。</li>
	<li>将分散液置于耐超声的试管中，并放入冰浴中。</li>
	<li>将超声探头的尖端插入分散液的中部区域。</li>
	<li>以最低强度对溶液进行超声处理，共进行 15 个循环，每个循环 2 分钟，每轮超声后冷却 15 分钟再进行下一轮。</li>
	<li>取一份 1.0 mg·mL-1 的种子分散液，稀释至 0.18 mg·mL-1。</li>
	<li>在四氢呋喃（THF）中配制浓度为 25 mg·mL-1 的单体溶液。取 32.8 μL 加入种子分散液中，轻轻振荡使其充分溶解。</li>
	<li>将分散液盖子微开，陈化三天，以便 THF 缓慢挥发。若起始种子长度为 90 nm，则可得到长度约为 500 nm 的柱状胶束。</li>
</ol>

<ol><li>Geng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+effects+of+filaments+versus+spherical+particles+in+flow+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Shape effects of filaments versus spherical particles in flow and drug delivery.</a> Nature Nanotechnology. 2, 249(2007).</li>
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<li>Zhou, H., Lu, Y., Yu, Q., Manners, I., Winnik, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+Collapse+of+Uniform+Cylindrical+Brushes+with+a+Thermoresponsive+Corona+in+Water%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Letters%22%5BJournal%5D)">Monitoring Collapse of Uniform Cylindrical Brushes with a Thermoresponsive Corona in Water.</a> ACS Macro Letters. 7 (2), 166-171 (2018).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

已概述三嵌段共聚物 PCL50-PMMA10-PDMA200 的合成及其活性链增长自组装（CDSA）。尽管反应条件较为严格，但ε-己内酯的开环聚合仍得到了性能优异的聚合物，从而成功实现了甲基丙烯酸甲酯（MMA）和二甲基丙烯酰胺（DMA）的链延伸。这些聚合物能够有效进行自成核，形成纯相的圆柱状胶束，并通过超声处理获得长度（LN）为 98 nm 的种子颗粒。通过简单地加入单分散链段（unimer），可控制地生成平均长度达 495 nm 的圆柱状结构。本实验选用三嵌段三元共聚物而非两嵌段共聚物，以克服圆柱结构转移至水中时易发生断裂的问题。已有文献报道，引入具有较高玻璃化转变温度的短链稳定段可有效防止圆柱结构的断裂。

然而，偏离实验方案可能导致生成的聚合物不适用于CDSA应用。例如，在开环聚合（ROP）中，必须将单体加入引发剂/催化剂溶液中，而不能反向操作，这一点至关重要。这可确保所有引发事件均发生在相同的时间窗口内，从而获得低...

一维（1D）纳米结构，如圆柱体、纤维和管状结构，在多个研究领域中受到越来越多的关注。其中，这类结构在高分子科学中的广泛应用源于其丰富多样的性质。例如，Geng 等人证明，在啮齿类动物模型中，丝状胶束在血液中的滞留时间比其球形对应物延长了十倍；Won 等人则发现，在流变学测量过程中，聚丁二烯-b-聚（环氧乙烷）纤维分散液在核交联后，其储能模量提升了两个数量级1,2。有趣的是，这些体系中的许多都是通过嵌段共聚物的自组装合成的，无论是采用溶剂切换和薄膜再水合等传统方法3，还是采用聚合诱导自组装或结晶驱动自组装（CDSA）等更先进的方法4,5。每种技术都有其独特优势，但只有结晶驱动自组装（CDSA）能够生成具有均匀且可调控长度分布的刚性颗粒。
Gilroy 等人的开创性工作在己烷中形成了长链的聚二茂铁基硅烷-b-聚二甲基硅氧烷（PFS-PDMS）圆柱体，当使用温和超声处理时，可得到轮廓长度分散性（Ln）极低的极短圆柱体。通过在共溶剂中加入预定质量的二嵌段共聚物链，合成了具有不同长度且 Ln 低至 1.03 的圆柱体5,6。Manners 团队后续的研究进一步凸显了 PFS 体系所能实现的高度可控性，可用于构建极为复杂且具有层级结构的形貌：如嵌段共胶束、围巾状胶束和哑铃状胶束等7,8。在这些研究基础上，研究人员近年来探索了其他更具功能性的 CDSA 体系，包括半结晶通用聚合物（聚乙烯、聚(ε-己内酯)、聚乳酸）9,10,11,12,13 和导电聚合物（聚(3-己基噻吩)、聚硒吩）14,15。凭借这一系列可快速高效组装的二嵌段共聚物体系，研究人员近年来开展了更多面向应用的研究16。&#160; Jin 等人展示了聚噻吩类二嵌段共聚物中激子扩散长度可达数百纳米，而我们课题组则证实了含聚(ε-己内酯)（PCL）圆柱结构可形成凝胶10,17。
尽管CDSA是一种强大的技术，但它也存在一定的局限性。嵌段共聚物必须具有半结晶组分，同时具备低分散度值和高末端基团保真度；低级嵌段杂质可能导致颗粒聚集或诱导形貌变化18,19。由于这些限制，通常需要采用活性聚合方法。然而，为获得上述特性的聚合物，必须对试剂进行严格的纯化处理，并实施干燥程序以及在无水无氧的环境中操作。已有研究尝试设计能够克服这些问题的体系。例如，已利用点击化学将聚合物链连接起来，制备出PFS嵌段共聚物20。尽管由此得到的柱状纳米粒子表现出优异的性能，但这些嵌段共聚物通常仍需通过制备型尺寸排阻色谱进行纯化，且PFS的合成依然依赖于活性阴离子聚合。本课题组近期成功实现了PCL的活性CDSA，其关键在于结合使用了活性有机碱催化开环聚合（ROP）和可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法10。尽管该方法更为简便，但仍需依赖活性聚合技术。
随着研究领域日益趋向以应用为导向，且鉴于活性聚合反应相关的问题，人们认为，对聚合物合成与自组装方案进行概述将有利于未来的科学研究工作。因此，本文详细阐述了PCL-b-PMMA-b-PDMA三嵌段共聚物的完整合成及其自组装过程。文中重点介绍了有机催化开环聚合ε-己内酯的干燥技术，并概述了后续MMA和DMA的可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合反应。最后，展示了该聚合物在乙醇中的活性结晶驱动自组装（CDSA）方案，并对因实验技术不当而导致表征数据中常见的错误进行了评述。

<table><tbody><tr><td>2,2'-偶氮二异丁腈</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>250 mL 安瓿瓶</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>250 mL 二口圆底烧瓶</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>安瓿瓶（25 mL）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>B19 活塞阀</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>B24 橡胶塞</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>碱性氧化铝</td><td>Fluka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>布氏烧瓶</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>布氏漏斗</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>氢化钙</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>套管</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>己内酯</td><td>Arcos Organics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>链转移剂</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>锥形瓶（多种规格）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>干燥器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>乙醚</td><td>Merck</td><td></td><td></td></tr><tr><td>二氧六环</td><td>Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>二苯基磷酸酯</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>蒸馏冷凝管</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>滤纸（多种规格）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>凝胶渗透色谱仪</td><td>Agilent Technologies Infinity 1260 II</td><td></td><td>以 DMF 为流动相，运行温度 50 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>手套箱</td><td>Mbraun, Unilab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>加热搅拌器</td><td>IKA, RCT basic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>汞温度计</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>甲基丙烯酸甲酯</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>分子筛</td><td>Fisher</td><td>MS/1030/53</td><td></td></tr><tr><td>N,N-二甲基丙烯酰胺</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>核磁共振波谱仪</td><td>Bruker 400 MHz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>五氧化二磷</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>圆底烧瓶（多种规格）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>施兰克帽（B24）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>施兰克烧瓶（250 mL）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>施兰克线</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>超声探头</td><td>Bandelin Sonoplus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Suba Seal（多种规格）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>透射电镜载网</td><td>EmResolutions, 300 目铜网，Formvar/碳支持膜</td><td></td><td></td></tr><tr><td>四氢呋喃</td><td>Merck</td><td></td><td></td></tr><tr><td>三口接头</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>甲苯</td><td>Fisher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>透射电子显微镜</td><td>Jeol 2100</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

通过可生物降解嵌段共聚物的结晶驱动自组装合成单分散柱状纳米粒子

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

制备单分散的圆柱形胶束是高分子化学领域的一个重大挑战。大多数由双嵌段共聚物形成的圆柱形结构通常通过三种技术之一来实现：薄膜再水化、溶剂切换或聚合诱导自组装，但这些方法仅能产生柔性的、多分散的圆柱体。结晶驱动自组装（CDSA）是一种能够获得具有上述特性的圆柱体的方法，其原理是通过形成结晶核来稳定低曲率结构。然而，大多数核形成嵌段所采用的活性聚合技术并非简单过程，若CDSA操作不当，可能得到不理想的结果。本文展示了从简单试剂出发合成圆柱形纳米粒子的方法。描述了在二苯基磷酸催化下，对ε-己内酯进行开环聚合之前，试剂的干燥与纯化步骤。随后，利用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合技术，将该聚合物依次链延伸甲基丙烯酸甲酯（MMA）和N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA），得到一种三嵌段共聚物，该共聚物可在乙醇中发生CDSA。文中概述了活性CDSA过程，所得结果可获得长度达500 nm、长度分散性低至1.05的圆柱形纳米粒子。预计这些实验方案将有助于其他研究者制备圆柱形纳米结构，并推动未来CDSA领域的发展。

采用1H NMR 谱和凝胶渗透色谱（GPC）对 PCL 进行了分析。1H NMR 谱图中，通过比较 3.36 ppm 和 4.08 ppm 处的共振峰（分别对应端基乙基质子和链内酯基 α-质子），计算得到聚合度（DP）为 50（图 1b）。该结果验证了 GPC 测得的分子量数据：观察到单一峰，数均分子量 Mn 为 10,800 g·mol-1，分散度为 1.07（图 1c）。若使用未充分干燥试剂进行聚合反应，则产物为混合物，其中包含寡聚物或低分子量 PCL，如色谱图中出现低分子量拖尾所示（图 1d）。该现象归因于水引发的副反应。相比之下，经充分干燥处理的聚合体系在反应 12 小时后（即转化率超过 95% 后 4 小时），由于聚合物链间的酯交换反应，色谱图在 15,500 g·mol...

结晶驱动的自组装（CDSA）具有独特的能力，可制备长度分布窄的圆柱形纳米结构。本文展示了有机催化下ε-己内酯的开环聚合，以及甲基丙烯酸甲酯和N,N-二甲基丙烯酰胺的后续链延伸反应。文中概述了一种活性CDSA方案，可生成长度达500 nm的单分散圆柱形结构。

单分散圆柱形胶束的制备是聚合物化学中的一个重要挑战。大多数由二嵌段共聚物形成的圆柱形结构……

本实验方案聚焦于开环聚合与可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合，旨在通过活性结晶驱动自组装方法制备具有可控长度的嵌段共聚物柱状结构。结合开环聚合与RAFT聚合技术，可制备出同时含有半结晶区域和功能区域的聚合物，从而拓展结晶驱动自组装（CDSA）在其他潜在应用领域的发展前景。实验方案的成功关键在于起始试剂的干燥程度。一旦开始干燥操作，务必确保体系不再与空气接触。本方法要求操作者掌握对空气敏感的化学实验技术。我们认为，将这些操作以视频形式记录下来，将使研究人员能够自由地引入新想法，而不受实践经验不足的限制。首先，将所有在150摄氏度烘箱中烘干过夜的玻璃器皿和搅拌子转移至实验台。将装有搅拌子的250毫升双颈圆底烧瓶用夹子固定在置于搅拌器上方的铁架台上，并在小颈口安装一个密封良好的活塞。向烧瓶中加入 100 毫升 ε-己内酯。通过其中一个瓶口的活塞将圆底烧瓶连接至氮气管线。在 3 psi 的稳定氮气流下，通过主瓶口向烧瓶中加入 1 克氢化钙。用玻璃塞塞紧第二个瓶口，在氮气氛围下室温搅拌过夜。将烧瓶连接至施伦克线，并通入持续的氮气流。将真空蒸馏装置组装在两个铁架台上，通过夹具将ε-己内酯圆底烧瓶固定在一个铁架台上，另一个圆底烧瓶固定在另一个铁架台上。保持氮气在系统中稳定流动，以防止水进入系统。将温度计插入蒸馏头中，并密封固定。将接头连接到施伦克线（Schlenk line）上。关闭氮气流，通过与施伦克线的这一新连接将系统打开至真空状态。将ε-己内酯置于60至80摄氏度的加热套中加热，前5毫升收集于小圆底烧瓶中，其余部分收集于双颈圆底烧瓶中。将烧瓶置于液氮中，以有效冷凝己内酯。为加快进程，用脱脂棉和铝箔包裹蒸馏装置。将施伦克线连接至双颈圆底烧瓶。将线路抽真空120秒，再通入氮气10秒，重复此过程共三次，以充分置换线路中的气体。 打开系统并通入氮气。然后向配有塞子的收集烧瓶中加入一克氢化钙，在氮气氛围下搅拌过夜。同时，通过逐滴加入10毫升异丙醇，随后加入5毫升甲醇，处理多余的氢化钙。一旦停止冒泡，加入过量水。用丙酮冲洗蒸馏装置，并于烘箱中过夜。次日早晨，再次进行真空蒸馏，但此次单体蒸馏完成后不再加入氢化钙。然后将烧瓶通入氮气，通过套管将己内酯转移至安瓿瓶中。将安瓿瓶转移至手套箱内。在手套箱中配制储备溶液。取三个独立的样品瓶，分别加入0.011克羟基链转移剂作为引发剂、0.01克二苯基磷酸作为催化剂，以及0.25克干燥的单体己内酯。向引发剂和催化剂的样品瓶中各加入0.5毫升甲苯，轻轻振荡直至试剂完全溶解。然后将引发剂和二苯基磷酸的储备溶液混合至同一样品瓶中，并加入一个搅拌子。将小瓶固定在搅拌器上，调节速度至中等搅拌，然后将单体溶液加入引发剂-催化剂小瓶中。用盖子密封小瓶，在室温下搅拌八小时。随后将小瓶从手套箱中取出，立即使用巴斯德移液管将混合物逐滴加入过量的冷乙醚中，以实现沉淀。通过布氏漏斗过滤白色固体，在常温空气中干燥，然后将其溶解于1毫升四氢呋喃中。再用乙醚沉淀两次，彻底干燥。首先在3毫升注射器中制备数个碱性氧化铝柱。将二氧六环和甲基丙烯酸甲酯（MMA）分别过滤至不同的小瓶中以去除稳定剂。称取0.5克先前合成的聚己内酯（PCL），0.424克甲基丙烯酸甲酯（MMA），量取2毫升二氧六环加入小瓶中，使其溶解。配制浓度为10毫克/毫升的纯偶氮二异丁腈（AIBN）储备溶液，用移液器吸取139微升加入反应混合物中。将混合物转移至装有搅拌子的安瓿瓶中，并密封。随后将安瓿瓶连接到施伦克线（Schlenk line），并浸入液氮中。待溶液完全冻结后，抽真空至真空表读数不超过1 × 10⁻¹ 毫巴。封闭安瓿瓶，使其完全解冻。重复此冷冻-抽气-解冻循环两次。最后一次循环结束后，用氮气重新填充安瓿瓶，并将其放入预热至65摄氏度的油浴中，持续四小时。为监测反应转化情况，从油浴中取出安瓿瓶，在氮气流下将瓶盖更换为超密封盖，吸取两滴样品，与600 µL氘代氯仿混合于样品瓶中，然后转移至核磁管。将样品放入核磁仪器的自动进样器中，进行氢谱测定。在持续氮气流下更换瓶盖，再将安瓿瓶放回油浴中。现在，将已在油浴中加热的安瓿管放入液氮中冷冻，然后在通风橱中将安瓿管打开暴露于空气中，淬灭聚合反应一分钟。接着，将混合物逐滴加入大量过量的冷乙醚中以沉淀产物。通过布氏漏斗过滤收集沉淀，并进行干燥。将聚合物溶于四氢呋喃中，并再次沉淀两次。充分干燥聚合物，用于质子核磁共振波谱和凝胶渗透色谱分析。用0.5克生成的PCL-PMMA、1.406克DMA、2毫升二氧六环以及111微升浓度为10毫克/毫升的AIBN二氧六环溶液重复此步骤。将聚合反应在 70 摄氏度加热一小时，并用冷的乙醚将反应混合物沉淀三次。取五毫克生成的三嵌段共聚物置于样品瓶中，加入一毫升乙醇。用瓶盖和封口膜密封样品瓶。在70摄氏度下使用加热套加热三小时。之后，将小瓶取出，缓慢冷却至室温。让溶液在室温下陈化两周。溶液完全组装后会变得浑浊，并在底部形成明显的分层。在耐超声的试管中，用乙醇将分散液稀释至每毫升含一毫克。将试管置于冰浴中。将超声探头的尖端插入分散液的中部区域。以最低强度对溶液进行15个循环的超声处理，每个循环2分钟，循环之间间隔15分钟以冷却。取一份超声处理后的种子分散液，用乙醇在离心管中稀释至0.18毫克/毫升。然后，配制浓度为 25 毫克/毫升的单体分子与四氢呋喃溶液。取 32.8 微升单体溶液加入稀释后的种子分散液中，轻轻振荡使其充分溶解。将分散液静置老化三天，盖子稍留缝隙，以便四氢呋喃挥发。这将产生从90纳米的起始晶种到500纳米的圆柱体。ε-己内酯的开环聚合得到聚合度为50，由质子核磁共振谱测定，端基乙基质子共振峰位于3.36 PPM，端链酯基α质子共振峰位于4.08 PPM。凝胶渗透色谱（GPC）曲线显示典型的分子量分布，呈单峰，分散度为1.07，数均分子量为10,800克/摩尔。相比之下，反应12小时的聚合反应在15,500克/摩尔处出现了一个高分子量的肩峰。使用未充分干燥的试剂则得到具有低分子量拖尾的产物混合物。连续的RAFT聚合反应实现了PMMA嵌段的聚合度为10，并在GPC谱图中呈现出单峰分布。然而，当刻意将反应转化率提高至70%以上时，观察到分子量分布变宽，并出现高分子量肩峰。通过比较PCL端链醚质子（4.08 ppm）与DMA侧链甲基质子（2.93 ppm），确定PDMA最终嵌段的聚合度为200。GPC谱图呈窄而单峰的分布。当使用不纯的 PCL-PMMA 重复链延伸反应时，出现了低分子量的肩峰。请务必耐心干燥体系，因为任何水分的存在都可能导致己内酯的聚合反应失败。确保所有物品均完全干燥。圆柱体核心与冠层之间的缓冲区域可能有助于在水中稳定其他CDSA结构，从而开辟新的研究与合作途径。

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