2015年代表性成果简介-Wei Tian

(1) 课题组利用β-环糊精和偶氮苯的主客体包合作用、以及原子转移自由基聚合法构筑了具有支化拓扑结构的超分子共聚物。在紫外光-可见光的交替作用下，此聚合物在水溶液中的自组装形貌可实现从空心囊泡到实心胶束的可逆转化，此过程中伴随着超分子聚合物的解离与重构。课题组进一步利用以上可逆的自组装形貌转化特性实现了对抗癌药物阿霉素的“开-关”控释 (Chem.Commun., 2015, 51, 15366-15369；被选作内封底展示论文)。以上研究结果为超分子支化聚合物作为药物载体在生物医学领域的应用提供了可能性。

图1 利用超分子支化聚合物自组装体形貌转化特性实现药物分子的“开-关”控释

(2) 在此基础上，课题组进一步利用光控的β-环糊精/偶氮苯的超分子主客体作用，发展了一种简单、环境友好、且高效的聚合物中空纳米球的制备方法。用该方法所制备的中空纳米球具有“呼吸”特性，即：在受到外界刺激时（如温度、pH），纳米球的体积会发生膨胀或收缩。利用这种“呼吸”特性可实现对抗癌药物阿霉素的控制释放。细胞毒性实验进一步证明了该中空纳米球具有良好的生物相容性并且是一种具有应用前景的阿霉素载体材料（J.

Mater. Chem. B,2015, 3, 8528-8536）。

图2 具有“呼吸”特性的聚合物中空纳米球的制备及其药物控释研究

(3)课题组针对目前癌症治疗中存在的多药耐药性问题，通过超分子自组装原理制备了两亲性接枝共聚物胶束，并利用其温度和pH双重响应性实现了对胶束表面电荷翻转特性的调控。这种载药纳米胶束对抗癌药物阿霉素具有缓释作用，还可以借助静电作用诱导的内吞机制提高纳米胶束的入胞效率。此外，MTT实验表明载药纳米胶束在pH=6.8、37oC条件下对耐药卵巢癌细胞的抑制生长效果最好（J. Mater. Chem. B, 2015, 3, 4585-4596）。

图3 利用具有温度和pH双重响应性的两亲性接枝共聚物胶束的表面电荷翻转特性解决癌症治疗过程中的多药耐药性问题

2. 基于超分子交替聚合物的分级材料的制备

超分子分级材料在生物医药、能源环保等领域具有广泛的应用前景，但目前用一种聚合物体系同时制备从零维到三维的多维分级材料仍存在诸多挑战。课题组首先利用冠醚和柱[5]芳烃双重超分子识别作用合成出了新型的超分子交替聚合物，其次将其进一步制备成零维胶束、一维纳米纤维、二维多孔膜、三维凝胶等分级结构材料。此工作为扩展超分子聚合物在分级材料领域的应用提供了新途径（Chem. Eur. J. 2016, 22, 101-105）。