一种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶及其制备方法，将聚(N-异丙基丙烯酰胺)和β-环糊精共同修饰的接枝聚合物PELG-g-(PNIPAM/β-CD)与偶氮苯修饰的二代树枝状分子(Me-G2-Azo)溶于水中混合制备得到溶胶。本发明温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶包括对温度的刺激响应性和对光的刺激响应性，易于制备，在温控光控开关、温控光控马达、温控光控药物释放等领域具有广泛应用前景。
【专利说明】一种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶及其制 备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于新材料【技术领域】，具体涉及一种智能型高分子材料技术，更具体地涉 及一种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 水凝胶是一类非常重要的软物质材料，在各个领域有着广泛的应用前景，且近年 来关于水凝胶的研究也越来越受到研究者的重视。环糊精超分子水凝胶是近年来一个新 的研究领域。它除了具有一般水凝胶的基本特性，如生物相容性、高含水量、载药不失活等 特性，还具有独特的自组装及分子识别特性，表现出良好的智能响应性，如温度、光、PH值等 刺激响应性，因而对传统水凝胶的研究与应用将有很大的推动作用。通过设计调控环糊精 衍生物及客体分子，可以控制超分子水凝胶的结构及智能性，从而满足不同领域的应用要 求。李莉等人将a-环糊精和单氨基取代的偶氮苯分别接枝到聚丙烯酸上，然后将两者复 配，利用环糊精的包合能力和偶氮苯的光敏特性制备了一类具有溶胶-凝胶相转变行为的 光敏水凝胶体系（中国专利申请：201110359858. 3)。但该种水凝胶体系是关于光刺激响 应的单刺激响应智能水凝胶，且对于sol-gel之间的相互转换效果在宏观上表现均不够明 显，且该体系的生物相容性不够好。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提出了一种新的温敏光敏双响应聚肽基主客体复合 智能水凝胶，所述水凝胶是一种新型的双刺激响应智能水凝胶，具有明显的温敏性和较好 的光敏性，且具有良好的生物相容性。
[0004] 本发明提出的温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶，是指含有聚肽的主 客体复合智能水凝胶体系，其包括接枝聚合物PELG-g- (PNIPAM/ P -CD)与偶氮苯修饰的二 代树枝状分子（Me-G2-Azo)。
[0005] 本发明中，所述水溶性的树枝状分子Me-G2-Azo是顶端为偶氮、末端为甲基的树枝 状分子，具有良好的光敏性以及温敏性（例如，其相变温度在60°C左右）。本发明中，所述 水溶性的树枝状分子Me-G 2-Azo是一种结构新颖的化合物，其化学结构式如以下式（1)所 示：
[0006]
【权利要求】
1. 一种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶，其特征在于，其包括接枝聚合 物PELG-g- (ΡΝΙΡΑΜ/ β -⑶）与偶氮苯修饰的二代树枝状分子Me-G2-AZ〇 ;其中，所述偶氮苯 修饰的二代树枝状分子Me-G2-Azo如式（1)所示：
所述接枝聚合物PELG-g-(PNIPAM/i3-CD)如式（2)所示：
2. 如权利要求1所述的温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶，其特征在于， 所述接枝聚合物PELG-g-(ΡΝΙΡΑΜ/ β -CD)与所述偶氮苯修饰的二代树枝状分子Me-G2-Az〇 在水溶液中的浓度不得低于〇. 〇5g/ml。
3. 如权利要求1所述的温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶，其特征在于， 当温度升高至40°C时，溶胶转变为水凝胶，温度回复到室温，凝胶破坏回复至溶胶状态；当 温度升至60°C，底部出现沉淀，不能形成凝胶，温度回复至室温，体系再次转变为溶胶。
4. 如权利要求1所述的温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶，其特征在于， 将其升温至40°C形成水凝胶，保持温度不变，采用波长为365nm的紫外光其进行照射后，避 光放置会出现凝胶-溶胶转换；再采用波长为450nm的可见光对形成的溶胶照射，静置再次 出现凝胶回复。
5. -种温敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤： 第一步：以L-谷氨酸与氯乙醇为初始原料，依次通过NCA(a-氨基酸-N-羧基 内酸酐）开环聚合、叠氮化反应及点击化学反应，制备得到式（2)所示的接枝聚合物 PELG-g-(PNIPAM/P-CD); 第二步：将上述制得的聚（N-异丙基丙烯酰胺）和β-环糊精共同修饰的接枝聚合物 PELG-g-(PNIPAM/0_⑶）与式（1)所示的偶氮苯修饰的二代树枝状分子Me-G2-Azo溶于水 中混合制备得到溶胶，通过调节温度变化和/或调节光照变化，得到如权利要求1所述的温 敏光敏双响应聚肽基主客体复合智能水凝胶。
6. 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二步得到的溶胶通过调节温度 变化，得到温敏响应性聚肽基主客体复合智能水凝胶；其中，所述调节温度变化是以恒温 水浴的形式进行；室温下制得溶胶，升高温度至40°C时，溶胶转变为水凝胶，温度回复到室 温，凝胶破坏回复至溶胶状态；当温度升至60°C时，底部出现沉淀，不能形成凝胶，温度回 复至室温，体系再次转变为溶胶。
7. 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述调节光照变化是指将所述第二步 得到的溶胶，升温至40°C形成水凝胶，保持温度不变，通过交替照射紫外光和可见光，得到 光敏响应聚肽基主客体复合智能水凝胶；其中，所述交替照射紫外光和可见光是以波长为 365nm的紫外光对所述凝胶进行照射直到回复至溶胶状态，再以波长为450nm的可见光照 射直到转变成凝胶。
8. -种按权利要求5所述方法制备得到的温敏光敏响应聚肽基主客体复合智能水凝 胶。
9. 如权利要求1所述的温敏光敏响应聚肽基主客体复合智能水凝胶在制备光控马达、 光控开关、光控药物中的应用。
10. -种水溶性偶氮苯修饰的树枝状分子Me-G2-Az〇,其特征在于，其是顶端为偶氮、末 端为甲基的树枝状分子，其化学结构式如式（1)所示：
【文档编号】A61K47/34GK104292475SQ201410520297
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】贺小华, 张莉莉, 朱海岭, 胡超群, 林紹梁 申请人:华东师范大学, 华东理工大学