一种阳离子型两亲性共聚物、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，涉及一种两亲性共聚物，具体涉及一种阳离子型两 亲性共聚物、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物膜功能的主要承担者。根据蛋白分离的难易 及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分为三大类：外在膜蛋白或称外周膜蛋白、内在膜蛋白 或称整合膜蛋白和脂锚定蛋白。膜蛋白包括糖蛋白，载体蛋白和酶等。通常在膜蛋白外会 连接着一些糖类，这些糖相当于会通过糖本身分子结构变化将信号传到细胞内。膜蛋白的 功能是多方面的。有些膜蛋白可作为"载体"而将物质转运进出细胞。有些膜蛋白是激素 或其他化学物质的专一受体，如甲状腺细胞上有接受来自脑垂体的促甲状腺素的受体。膜 表面还有各种酶，使专一的化学反应能在膜上进行，如内质网膜上的能催化磷脂的合成等。 细胞的识别功能也决定于膜表面的蛋白质。
[0003] 然而，绝大部分膜蛋白的结构和功能仍是未知的，这是因为在非细胞结构中很难 维持它们的功能；而且细胞本身不稳定的特性也阻碍了膜蛋白的深入研究。将特定的膜蛋 白载体用于支撑固定膜蛋白使其处于人工系统中，这样能够解决上述问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种阳离子型两亲性共聚物。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种阳离子型两亲性共聚物，它为嵌 段共聚物，它由单体A在RAFT试剂和引发剂的作用下聚合，再至少与单体B进行聚合后进 行季铵化反应制得，所述单体A的化学结构式为
[0006]优化地，它的化学结构通式如式（1)所示：
， 式中，p为 2~5,q为 10~30。
[0007]进一步地，它的数均分子量为1000~5000,PDI为1. 3~1. 5。
[0008]本发明的又一目的在于提供一种上述阳离子型两亲性共聚物的制备方法，它包括 以下步骤： (a) 将RAFT试剂、单体A和引发剂溶于第一溶剂中，在65~75°C、无氧条件下，搅拌反应 3~5小时，随后提纯得聚合物A; (b) 将聚合物A、单体B和引发剂溶于第二溶剂中，在65~75°C、无氧条件下，搅拌反应 8~15小时得混合溶液，将所述混合溶液倾入沉淀剂中，取沉淀干燥； (c) 将步骤（b)中得到的沉淀溶于第二溶剂中，加入碘甲烷进行季铵化反应，再倾入沉 淀剂中，取沉淀干燥即可。
[0009] 优化地，它还包括步骤（d)取步骤（C)中得到的沉淀溶于乙醇中，随后向其中滴入 去离子水，置于水中透析进行自组装。
[0010] 优化地，步骤（a)中，将RAFT试剂、单体A和引发剂溶于第一溶剂中后用氩气对其 进行鼓泡5~20分钟；步骤（b)中，将聚合物A、单体B和引发剂溶于第二溶剂中后用氩气对 其进行鼓泡5~20分钟。
[0011] 进一步地，所述乙醇和所述去离子水的体积比为1 :1. 5~3。
[0012] 本发明的再一目的在于提供一种上述阳离子型两亲性共聚物用于组装膜蛋白。
[0013] 优化地，它包括以下步骤： (51) 将阳离子型两亲性共聚物分散在去离子水中，向其中加入膜蛋白，搅拌10~15小 时，使膜蛋白与两亲性共聚物进行组装； (52) 将步骤（S1)中得到的分散液置于去离子水中透析30~50小时即可。
[0014] 进一步地，它还包括步骤（S3)在步骤（S2)中透析后的分散液中浸入PET膜使阳离 子型两亲性共聚物附着在其表面 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明阳离子型两亲 性共聚物，通过使用特定结构的单体A在RAFT试剂和引发剂作用下聚合后，再与至少单体B 在引发剂作用进行嵌段聚合，季铵化反应后得到，从而得到两亲性高分子材料，能够用于膜 蛋白的支撑。
【附图说明】
[0015] 附图1为本发明阳离子型两亲性共聚物的合成路线图； 附图2为本发明阳离子型两亲性共聚物的自组装和应用示意图； 附图3为本发明阳离子型两亲性共聚物的GPC图谱：（a)实施例1，（b)实施例2,（c) 实施例3 ; 附图4为PET膜附着本发明阳离子型两亲性共聚物前后的对比SEM图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明阳离子型两亲性共聚物，它为嵌段共聚物，它由单体A在RAFT试剂和引发 剂的作用下聚合，再至少与单体B在引发剂作用下进行嵌段聚合后进行季铵化反应制得， 所述单体A的化学结构式为
。进行季铵化反应，使得该共聚物的支链具有亲水的性 质，从而可以自组装形成微球，并与膜蛋白（菌紫红质）进行组装，对其进行支撑固定。
[0017] 该阳离子型两亲性共聚物的化学结构通式优选如式（1)所示：
式中，p为2~5,q为10~30 ;它的数均分子量为1000~5000,PDI为1. 3~L5。
[0018] 上述阳离子型两亲性共聚物的制备方法，它包括以下步骤：（a)将RAFT试剂、单体 A和引发剂溶于第一溶剂中，在65~75°C、无氧条件下，搅拌反应3~5小时，随后提纯得聚合 物A; (b)将聚合物A、单体B和引发剂溶于第二溶剂中，在65~75°C、无氧条件下，搅拌反应 8~15小时得混合溶液，将所述混合溶液倾入沉淀剂中，取沉淀干燥；（c)将步骤（b)中得到 的沉淀溶于第二溶剂中，加入碘甲烷进行季铵化反应，再倾入沉淀剂中，取沉淀干燥即可； (d)取步骤（c)中得到的沉淀溶于乙醇中，随后向其中滴入去离子水，置于水中透析进行自 组装。步骤（a)中，将RAFT试剂、单体A和引发剂溶于第一溶剂中后用氩气对其进行鼓泡 5~20分钟；步骤（b)中，将聚合物A、单体B和引发剂溶于第二溶剂中后用氩气对其进行鼓 泡5~20分钟，从而排除其中微量的氧气，以免对聚合反应产生影响。乙醇和所述去离子水 的体积比优选为1 :1. 5~3,确保自组装的顺利进行。
[0019] 上述阳离子型两亲性共聚物用于组装膜蛋白。它包括以下步骤：（S1)将阳离子型 两亲性共聚物分散在去离子水中，向其中加入膜蛋白，搅拌1〇~15小时；（S2)将步骤（S1)中 得到的分散液置于去离子水中透析30~50小时即可；（S3)在步骤（S2)中透析后的分散液 中浸入PET膜使阳离子型两亲性共聚物附着在其表面。
[0020] 下面将结合附图实施例对本发明进行进一步说明。