Abstrait

Copolymère de bétaïne hydrophile double sensible à la température et au pH : synthèse et étude du comportement

Jongmin Lim

Le copolymère hydrophile bivalent polycarboxybétaïne-polysulfobétaïne, dérivé d'acide poly(2-((2-(méthacryloyloxy)éthyl)diméthylammonio)acétique)-b-poly(3-((2-(méthacryloyloxy)éthyl)diméthylammonio)propane-1-sulfonate) (PGLBT-b-PSPE), a été mélangé par polymérisation en chaîne par rupture d'expansion réversible (RAFT). Le copolymère hydrophile était destiné à réagir à la fois à la température et au pH. Les pratiques de subordination à la température dans la disposition des fluides des PGLBT-b-PSPE ont été découvertes en observant la plage de transmittance à λ=400 nm. La transmittance des dispositions a augmenté/diminué progressivement au-delà de 20 oC, contrairement aux homopolymères de polysulfobétaïne ou à d'autres polymères non ioniques sensibles à la température qui présentent généralement une croissance inattendue à seulement quelques oC. Français Des études de dispersion de lumière dynamique à l'état simple ou translucide ont clarifié que les chaînes de copolymères carrées formaient des particules monodisperses (plage hydrodynamique Rh = 40-60 nm, en fonction de la longueur de la chaîne) bien que les deux soient des segments hydrophiles, et les particules se transformaient en chaînes singulières lorsque la disposition était simple. À la température moyenne, des particules très étendues et des petites particules de type unimère ont été identifiées en même temps. (Fig. 1) L'évaluation RMN 1H a montré la disparition de certains signes de PSPE à basse température et revient par augmentation de la température, ce qui suggère que les sections PSPE de type UCST s'additionnent pour former un centre et que les sections PGLBT forment une couronne à la surface de la molécule. Par conséquent, les structures PGLBT-b-PSPE polymères sous une certaine température, puis se décomposent progressivement après chauffage et se transforment finalement en chaînes simples tandis que la transmittance monte à près de 100 %. La structure des particules a été distinguée par un balayage de giration contrastant avec l'étendue hydrodynamique, Rg/Rh. Dans la région micellaire, le facteur de forme était d'environ 0,77, ce qui suggère des particules rondes et proches de la solidité peu de temps avant la dissociation, ce qui suggère une structure vide ou anisotrope. Les images moléculaires obtenues par TEM se sont rencontrées en bonne concordance avec les résultats de dissipation de la lumière. Dans des conditions acides (pH ~ 2), les possibilités zêta de la surface de la molécule ont été détournées vers le positif de presque à neutre par la protonation de l'unité carboxylate sur les chaînes PGLBT, et des totaux importants ont rendu la composition de plus en plus trouble. Dans cette solution, deux compositions indépendantes de microgels ont été incorporées qui montrent une réactivité au pH sur différentes plages de pH de la composition. Les microgels ont été orchestrés en copolymérisant deux comonomères différents avec du poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAm). Les microgels copolymérisés avec de l'acrylamide présentent une charge négative au-dessus de pH 4,25, tandis que les microgels copolymérisés avec du N-[3-(diméthylamino)propyl]méthacrylamide présentent une charge positive en dessous de pH 8,4 ; ces microgels sont impartiaux en dehors de ces plages de pH.Nous montrons que la structure totale se forme lorsque les deux arrangements libres de microgels sont présentés l'un à l'autre dans une solution qui les rend tous deux chargés. De plus, dans des arrangements de pH en dehors de cette plage, les microgels se désagrègent à la lumière du fait que l'un des microgels est tué. Ce comportement a été utilisé à mauvais escient pour empiler (collecter) et libérer (désagrégation) un médicament modèle de petites particules, le bleu de méthylène. Cette structure à base totale est un exemple de la façon dont les microgels à base de pNIPAm peuvent être utilisés pour l'administration contrôlée/activée de médicaments, ce qui peut avoir des suggestions pour la thérapeutique. Les films réactifs aux améliorations sont une classe importante de matériaux fonctionnels qui peuvent modifier leurs propriétés de composition, physiques et d'inhibition en réagissant aux conditions environnementales. Différents types d'améliorations ont été appliqués pour induire des réactions, notamment la température, le pH, des particules spécifiques, la lumière et les champs électriques et attractifs.[1-7] Bien que l'intérêt pour les couches réactives aux améliorations ait considérablement augmenté au cours des dernières décennies, les études se sont presque concentrées sur les couches à réactivité unique. Français Seules quelques études ont été réalisées pour créer des couches doubles ou multi-réactives. Friebe et al. ont d'abord créé des films de microfiltration sensibles au pH et à la chaleur en joignant un copolymère dibloc avec un bloc de poly(N-isopropylacrylamide) (PAA) sensible au pH et un bloc de poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAm) thermosensible dans des couches de polyéthylène téréphtalate (PET) sculptées (TE) (distances de 0,79 et 1,9 µm de large) au moyen de la polymérisation radicalaire iota-pass (ATRP).[8] Ensuite, deux autres types de couches sensibles au pH et à la chaleur ont été mis en place en joignant par stratégie des brosses de copolymère dibloc de poly(N,N-diméthylaminoéthylméthacrylate) (PDMAEMA) et de PNIPAm dans des couches de nylon de 5 µm et des brosses de PAA-bPNIPAm dans des couches de cellulose de 0,45 µm en utilisant l'ATRP. Français Les brosses unies constituées d'un carré sensible au PH (PAA ou PDMAEMA) et d'un carré thermosensible (PNIPAm) ont donné à ces couches une double réactivité, ce qui a été prouvé par les ajustements du mouvement de l'eau avec des pH ou des températures différents. Cependant, compte tenu de la taille énorme des pores des couches, ces couches n'ont pas joué une sélectivité de taille intéressante.[9, 10] De plus, Gajda et al. ont créé des films à double sensibilité (particules et température) avec des pores étroits juste parce que. Le PNIPAm thermosensible et les copolymères carrés de poly-N,N-diméthyl-Nméthacryloyloxyéthyl-N-(3-sulfopropyl) ammonium bétaïne (PSPE) sensibles aux particules ont été joints sur les films de polyéthylène téréphtalate sculptés avec une mesure de pores d'environ 80 nm au moyen d'ATRP avec un taux de polymérisation modéré. Les films ont montré des changements réversibles de l'exécution du tamisage atomique et de la taille réglable des pores d'obstacle d'un état progressivement ouvert à un état de plus en plus fermé en fonction de la température et des ions.[11] Cependant, la disposition de ces couches post-modification est confuse et difficile à mettre à l'échelle. De plus,En raison de la contrainte des pores restreints, le courant de brosses polymères comme premier carré a empêché une jonction supplémentaire jusqu'à une faible épaisseur du carré suivant, et un changement brutal peut entraîner une diffusion inégale du polymère et même un colmatage des pores.[3, 12] Très récemment, un film d'ultrafiltration thermosensible avec deux températures de croissance a été créé. Le PDMAEMA-b-PNIPAM a été mélangé comme additif au polyéthersulfone pendant le développement de la couche par séparation à phase induite non soluble (NIPS). Bien qu'il s'agisse d'une méthode simple pour la conception de films, les couches ont une répartition de la taille des pores assez large et une proportion de taille des pores relativement faible entre les états « ON » et « OFF ».[13] Les couches avec une propriété pénétrable calculée comme une porte ont un potentiel d'application élevé pour le contrôle avancé de la libération de médicaments ; ainsi, dans cette étude, nous avons conçu des couches d'ultrafiltration avec des réactions découplées de la propriété de filtration à la température et au pH. La technique de conception des couches a été créée sur la base de nos travaux antérieurs.[4] Nous avons utilisé une stratégie de croissance spécifique au méthanol-dioxyde de carbone supercritique (methnal-scCO2) pour familiariser les nanopores avec des copolymères carrés contenant du méthacrylate de poly(diéthylène glycol) méthyl éther (PMEO2MA), du PDMAEMA et des carrés de polystyrène (PS). Le développement de la couche d'obstruction mésoporeuse avec le PS étant la partie précisément stable du réseau a été entraîné par une expansion spécifique des zones PMEO2MA-b-PDMAEMA. En raison de l'expansion particulière des zones PMEO2MA ou PDMAEMA pour présenter des pores, l'intérieur des pores est recouvert de blocs PMEO2MA ou PDMAEMA après le développement des pores. Les brosses polymères PMEO2MA-b-PDMAEMA sont normalement jointes aux cloisons de pores et remplies comme des entrées utiles. PMEO2MA est un polymère thermosensible neutre et non nocif avec LCST à 26 °C.[14-16] PDMAEMA est un polyélectrolyte neutre ordinaire avec une valeur de pKa de 7,0 à 7,5 et un polymère thermosensible présentant une LCST de 20 à 80 °C en solution aqueuse.[17, 18] Par conséquent, ces couches étaient censées avoir plusieurs mesures comme capacité de la combinaison de la température et du pH. De plus, pour comprendre le détail des changements d'adaptation en fonction de la température et du pH des brosses PMEO2MA-bPDMAEMA, ces copolymères diblocs ont été fixés aux extrémités sur des substrats plats et disséqués au moyen de la réflectivité neutronique (NR).Les couches ont une taille de pores quelque peu expansive et une proportion de taille de pores modérément faible entre les états « ON » et « OFF ».[13] Les couches avec une propriété pénétrable calculée comme une porte ont un potentiel d'application élevé pour le contrôle propulsé de la libération de médicaments ; ainsi, dans cette étude, nous avons organisé des couches d'ultrafiltration avec des réactions découplées de la propriété de filtration à la température et au pH. La technique de planification des couches a été créée sur la base de nos travaux antérieurs.[4] Nous avons utilisé une stratégie de croissance spécifique au méthanol-dioxyde de carbone supercritique (methnal-scCO2) pour familiariser les nanopores avec des copolymères carrés contenant du méthacrylate de poly(diéthylène glycol) méthyl éther (PMEO2MA), du PDMAEMA et des carrés de polystyrène (PS). Le développement de la couche d'obstruction mésoporeuse avec le PS étant la partie précisément stable du réseau a été entraîné par une expansion spécifique des zones PMEO2MA-b-PDMAEMA. En raison de l'expansion particulière des zones PMEO2MA ou PDMAEMA pour présenter des pores, l'intérieur des pores est recouvert de blocs PMEO2MA ou PDMAEMA après la formation des pores. Les brosses polymères PMEO2MA-b-PDMAEMA sont généralement jointes aux parois des pores et remplies comme des portes utiles. PMEO2MA est un polymère thermosensible non nocif et indépendant avec LCST à 26 á´¼C.[14-16] PDMAEMA est un polyélectrolyte neutre normal avec une valeur de pKa à 7,0-7,5 et également un polymère thermosensible présentant un LCST de 20-80 °C en solution aqueuse.[17, 18] Par conséquent, ces couches étaient censées avoir plusieurs mesures comme capacité de la combinaison de la température et du pH. De plus, pour comprendre le détail des changements d'adaptation dépendants de la température et du pH des brosses PMEO2MA-bPDMAEMA, ces copolymères diblocs ont été fixés aux extrémités sur des substrats plats et disséqués au moyen de la réflectivité neutronique (NR).Les couches ont une taille de pores quelque peu expansive et une proportion de taille de pores modérément faible entre les états « ON » et « OFF ».[13] Les couches avec une propriété pénétrable calculée comme une porte ont un potentiel d'application élevé pour le contrôle propulsé de la libération de médicaments ; ainsi, dans cette étude, nous avons organisé des couches d'ultrafiltration avec des réactions découplées de la propriété de filtration à la température et au pH. La technique de planification des couches a été créée sur la base de nos travaux antérieurs.[4] Nous avons utilisé une stratégie de croissance spécifique au méthanol-dioxyde de carbone supercritique (methnal-scCO2) pour familiariser les nanopores avec des copolymères carrés contenant du méthacrylate de poly(diéthylène glycol) méthyl éther (PMEO2MA), du PDMAEMA et des carrés de polystyrène (PS). Le développement de la couche d'obstruction mésoporeuse avec le PS étant la partie précisément stable du réseau a été entraîné par une expansion spécifique des zones PMEO2MA-b-PDMAEMA. En raison de l'expansion particulière des zones PMEO2MA ou PDMAEMA pour présenter des pores, l'intérieur des pores est recouvert de blocs PMEO2MA ou PDMAEMA après la formation des pores. Les brosses polymères PMEO2MA-b-PDMAEMA sont généralement jointes aux parois des pores et remplies comme des portes utiles. PMEO2MA est un polymère thermosensible non nocif et indépendant avec LCST à 26 á´¼C.[14-16] PDMAEMA est un polyélectrolyte neutre normal avec une valeur de pKa à 7,0-7,5 et également un polymère thermosensible présentant un LCST de 20-80 °C en solution aqueuse.[17, 18] Par conséquent, ces couches étaient censées avoir plusieurs mesures comme capacité de la combinaison de la température et du pH. De plus, pour comprendre le détail des changements d'adaptation dépendants de la température et du pH des brosses PMEO2MA-bPDMAEMA, ces copolymères diblocs ont été fixés aux extrémités sur des substrats plats et disséqués au moyen de la réflectivité neutronique (NR).Les brosses polymères PMEO2MA-b-PDMAEMA sont généralement jointes sur les parois des pores et utilisées comme entrées fonctionnelles. Le PMEO2MA est un polymère thermosensible non nocif et indépendant avec LCST à 26 °C.[14-16] Le PDMAEMA est un polyélectrolyte neutre normal avec une valeur de pKa de 7,0 à 7,5 et également un polymère thermosensible présentant une LCST de 20 à 80 °C en solution aqueuse.[17, 18] Par conséquent, ces couches étaient censées avoir plusieurs mesures comme capacité de la combinaison de la température et du pH. De plus, pour comprendre le détail des changements d'adaptation en fonction de la température et du pH des brosses PMEO2MA-bPDMAEMA, ces copolymères diblocs ont été fixés aux extrémités sur des substrats plats et disséqués au moyen de la réflectivité neutronique (NR).Les brosses polymères PMEO2MA-b-PDMAEMA sont généralement jointes sur les parois des pores et utilisées comme entrées fonctionnelles. Le PMEO2MA est un polymère thermosensible non nocif et indépendant avec LCST à 26 °C.[14-16] Le PDMAEMA est un polyélectrolyte neutre normal avec une valeur de pKa de 7,0 à 7,5 et également un polymère thermosensible présentant une LCST de 20 à 80 °C en solution aqueuse.[17, 18] Par conséquent, ces couches étaient censées avoir plusieurs mesures comme capacité de la combinaison de la température et du pH. De plus, pour comprendre le détail des changements d'adaptation en fonction de la température et du pH des brosses PMEO2MA-bPDMAEMA, ces copolymères diblocs ont été fixés aux extrémités sur des substrats plats et disséqués au moyen de la réflectivité neutronique (NR).