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LCST可调的温度和ROS双响应聚硫醚

采用开环聚合的方法合成了温度和活性氧（ROS）双响应的OEG化聚硫醚。它们的低临界溶解温度（LCSTs）接近人体温度，并且可以通过主链中疏水的硫醚和亲水的亚砜/砜之间的比例进行调控。另外，该水溶性聚硫醚能够清扫ROS减轻细胞的氧化损伤。

关键词 聚硫醚，温度响应性，ROS响应性，LCSTs可调，抗氧化

多重刺激响应性聚合物在实现多尺度的性能控制和满足复杂应用需求方面具有巨大的潜力。由一个单体聚合而成的多重响应性均聚物，能够规避共聚物中普遍存在的合成复杂、响应单元分布不精确和响应敏感度低等问题。活性氧(ROS)和温度是生物系统中两种特殊的刺激物，具有ROS响应性的温敏材料近年来广泛应用于药物载体、可注射水凝胶等领域。因此，合成结构新颖的温度和ROS双响应性均聚物并对其双重响应性质进行研究十分重要。另一方面，对于温敏性聚合物来说，要实现对低临界温度（LCSTs）的精确调控仍是一大难题。长春应化所石强教授课题组利用聚环硫丙烯（PPS）骨架和OEG侧基构建了新型的聚硫醚，该均聚物表现出灵敏的温度和氧化双重响应性。对ROS诱导的LCSTs变化的研究表明，通过改变主链的亲疏水性质能够精准调控温敏型聚合物的LCST。此外，该材料还能作为ROS清扫剂发挥抗氧化作用。该聚合物的水溶液在受热时发生急剧的相转变，由透明转变为浑浊状态，其LCST接近人体温度，有生物应用的潜力。被ROS氧化后可使塌缩的分子链重新溶解，表现出双重响应的性质。研究团队进一步发现该聚合物在经过均相氧化后，其LCST随着氧化时间线性升高，表现出高度的可控性。原位核磁跟踪显示，聚合物主链上疏水的硫醚基团在氧化过程中，线性的转变为亲水的亚砜或者砜基团，证明聚合物主链水溶性的齐次增加导致了其LCST均匀的升高。另外，硫醚作为ROS清扫单元，赋予了材料ROS清除活性，能够有效减少红细胞存储时的溶血率和机械脆性，维持其双面凹的圆饼状，降低红细胞的氧化损伤。该工作为合成双重响应性均聚型高分子提供了新的思路。

相关结果发表在Macromolecular Rapid Communication (DOI: 10.1002/marc.202000206)上，文章第一作者为陈润海

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.202000206