单分子Janus纳米复合颗粒的可控制备及组装

Alkyne pendant group-contained styrene monomers will be copolymerized by RAFT with polyethylene glycol (PEO) and polystyrene (PS) block to form ABC triblock copolymers. Metal carbonyl coordination compounds can form stable complex with the alkyne groups at 1:1 ratio at room temperature. When heated, the alkyne/metal carbonyl adducts will crosslink the polymer matrix and produce magnetic nanoclusters in situ. Single-molecular magnetic Janus particles can be formed by heat-triggered intra-molecular crosslinking of the alkyne/cobalt block. The globular site of the Janus particles will be encapsulated in order to enable further surface functionalization. The self-assemble behavior and interface arrangement of these composite magnetic Janus nanoparticles will be studied.

含有炔烃官能团的苯乙烯类单体（B嵌段），与聚苯乙烯（A嵌段）和聚乙二醇（C嵌段）活性聚合制备ABC三嵌段共聚物。低温时含炔烃嵌段可与羰基金属化合物以1：1络合；在加热时，炔烃/羰基金属复合链段与碳碳叁键进一步反应导致分子内交联，并原位生成磁性纳米颗粒。利用此特点加热引发ABC嵌段聚合物分子内交联而得到交联高分子/磁性金属复合Janus颗粒。对交联得到的颗粒部位进行包裹并在表面功能复合，研究其自组装和在界面上排布特性。

本项目首先利用静电调控分子内交联的原理，在较高浓度下（30mg/mL），采用羰基钴(Co2(CO)8)与聚乙烯基吡啶（P2VP）链段进行配位交联，实现了聚苯乙烯-聚乙烯吡啶-聚乙二醇（PS-P2VP-PEO）三嵌段聚合物的分子内交联。加热后，羰基钴分解，交联的P2VP嵌段中原位生成具有磁性和催化能力的金属钴，得到了直径10纳米的铁磁性单链Janus颗粒。该颗粒同时具备两亲性和磁性，在催化硝基芳香化合物还原为芳胺的反应中展现了高效界面催化能力。本项目采取的另一技术路线为纳米颗粒表面单链接枝，在负载氨基的四氧化三铁纳米颗粒表面，接枝一根聚4-乙烯基苄氯（PVBC）单链，再利用苄氯引发ATRP，制备了内层为pH响应性的聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（PDEAEMA）、外层为亲水性聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯（POEGMA）的瓶刷状聚合物。所得到的Janus复合颗粒为蝌蚪状结构，其头部氨基可以识别肿瘤弱酸性微环境；尾部的PDEAEMA内层可吸附脂溶性小分子（如荧光染料和抗癌药物），并在酸性环境中自动释放。该Janus复合颗粒在药物递送方面具备潜在应用价值。