CN105461838B - 一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用 - Google Patents

一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及其应用。本发明采用可修饰的四苯基乙烯衍生物分子与二溴异丁酰溴进行反应生成带有四个引发位点的星形引发剂；最后通过原子转移自由基活性聚合引发各种单体进行聚合；得到聚合物后再用乙醇胺和带有氨基的四苯基乙烯分子进行开环反应，得到阳离子基因载体。本发明合成的基因载体在HepG2、Hela、C6、COS7、SL、H9C2细胞系中都有较好的转染效率，同时相对于PEI还具优良的细胞成像能力。本发明简单易行，其聚合方法保证了分子量的有效可控，而且相对于一般的阳离子基因载体，本发明制得的基因载体通过亲疏水作用形成胶束，从而增加细胞的转染效率。

Description

一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法及 其应用
技术领域
本发明属于非病毒基因载体技术领域，具体涉及ATRP法构建以四苯基乙烯(TPE)为核心，具有聚集诱导发光(AIE)效应和高效基因转染效率等特点，并可用于细胞成像的阳离子基因载体的制备方法。
背景技术
基因治疗在过去的二十年内被人们认定为一种全新有效的治疗手段，这种方法对于未来医疗有着举足轻重的作用，被广泛的用于治疗一系列遗传性疾病、人类癌症和心血管疾病等等。整个基因治疗从广义上将就是通过基因载体将用于治疗的外源设计基因或者寡聚核苷酸片段引入病体中的病变细胞，从而表达以改善病变细胞的缺陷，从而达到治疗的目的。基因治疗的整个流程有三个重要环节，其中包括目的基因的设计、基因载体的研发以及目的基因是否能在细胞中特异性表达。其中，基因载体的研发是重中之重，正是因为缺乏安全高效的基因载体才导致了基因治疗实施的瓶颈。
基因载体作为将外源基因导入到细胞的工具，其本身应该低毒性并且不会引起免疫反应；其次，其要能跟基因形成具有稳定结构的复合物，同时也不会导致基因结构的变化；最后，这种载体最好能够具有一定的靶向和降解作用，这样可以针对特定的细胞进行治疗并且可以降低其滞留导致的副作用。目前人们广泛使用的基因载体包括两类：病毒载体(viral vector)和非病毒载体(non-viral vector)。病毒载体主要包括逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒以及单纯疱疹病毒。这种病毒载体一般能够轻易的客服细胞屏障和免疫防御机制，从而其具有很高的转染效率。但是这种载体缺乏安全性，很容易导致致癌作用与自身免疫反应(unexpected immune response)和白细胞的病毒变化，严重时会造成器官衰竭从而导致死亡。同时病毒载体还会引起插入突变的现象，可能导致宿主细胞的恶性转化，而且病毒载体携带基因的能力有限，不利于大规模工业生产。针对以上病毒载体的缺点，人们将更多的目光投向了非病毒载体。其本身安全性能高，很多具有生物相容性或者具有生物可降解能力的基因载体都是低毒性的，而且具有很低的免疫毒性。相对于病毒载体而言，虽然这种非病毒性载体的转染效率并不是很高，有的时候很难克服细胞内外的各种屏障，但是其能够携带更多的基因，同时还能大规模工业化生产，具有很高的商业潜力。所以其发展潜力推动了非病毒载体的研究与开发。目前而言阳离子聚合物是人们使用频率最高的非病毒载体。这种阳离子非病毒性载体可以有效的通过电荷的相互作用络合上基因，从而形成带正电荷纳米级的复合体(complex)，从而能够保护基因穿过细胞膜以防止被核酸酶所降解，从而保证基因的顺利表达。
传统的荧光物质在聚集的情况下会导致荧光淬灭现象，这就是我们通常所说的聚集态荧光淬灭(aggregation caused-quenching，ACQ)现象。这种现象大大限制了传统荧光物质在荧光标记及荧光探针领域的应用。如何突破传统荧光物质的限制成为了一个问题。2001年，唐本忠院士及其同事在偶然的情况下发现了聚集诱导发光现象(aggregationinduced emission，AIE)，从根本上解决了传统荧光物质在聚集或浓度升高后荧光淬灭的问题。聚集诱导发光现象是指，某种荧光物质处于分散态或者浓度较低时无荧光效应，但在聚集或者浓度升高的状态下会产生荧光效应的自然现象。自AIE现象被发现以来，具有AIE现象的各种物质被广泛应用于生物检测，荧光探针等领域。
近年来，活性/可控自由基聚合(living/controlled radical polymerization，LRP)逐渐开始成为聚合物合成的重点手段，其通过在聚合体系中引入特殊的化合物，使其与活性种链自由基进行可逆的链终止或者链转移，从而建立活性种与休眠种的动态平衡，以实现在较低温度和简易操作下聚合产品分子量和分子量分布的可控，具有很高的实用价值。LRP主要包括以下几种方式：引发转移终止剂活性自由基聚合(Initiator-Transferagent-Terminator Living Radical Polymerization)、稳定自由基聚合(Stable FreeRadical Polymerization，SFRP)、原子转移自由基聚合(Atom Transfer RadicalPolymerization，ATRP)、可逆加成-裂解链转移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization，RAFT)。其中，ATRP是通过交替的“活化-去活”的可逆反应，在降低体系中游离基浓度的情况下尽量的控制不可逆终止反应程度，而这个过程中链增长的反应则不受到影响，从而实现“活性”聚合。ATRP的引发剂一般为常见的卤化烷烃，其反应温度适中，适用于大部分单体，而且整个过程不需要复杂的合成路线，相对于其他的活性聚合具有更多的优势。
细胞成像技术是细胞和分子水平上进行生物学行为研究的一项技术，是近年来发展最快的生命科学和药物学的研究方法，是最直接观察细胞和分子在体内行为的一项新兴技术。细胞成像是当今可见光成像的最新技术潮流，不仅由荧光、生物发光和同位素三种成像方法构成完整的功能成像体系，还有X光成像提供结构成像，二者相叠加，实现特异性信号的精确定位，真正体现细胞成像技术的两大技术优势—空间上的分布和时间上的变化。对于生命科学和药物学等研究而言，了解横向空间上的分布和纵向时间上的变化尤其重要。要了解所研究对象的特性，就必须掌握其进入细胞后具体的分布情况，同时，还必须掌握所研究的对象在时间上的变化。细胞成像技术圆满的解决了上述问题。
随着高分子科学的不断进步，如何将其与现代医学、生物学以及工程学等学科更好的相互交融与渗透成为人们现在重点解决的难题。而在基因治疗方面，高分子材料已经体现出了很高的利用价值。目前，文献报道过一系列的非病毒阳离子基因载体，包括聚-L-赖氨酸(Poly(L-Lysine)，PLL)、聚乙二胺树枝状聚合物(Poly(amid amine)，PAMAM)、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氛基乙酯(Poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate)，PDMAEMA)、聚乙烯亚胺(Polyethylenimine，PEI)等。其中PEI是阳离子非病毒载体中公认的“金标”。但是PEI该类阳离子基因载体并不能将材料进入细胞的过程完整的展现出来，只能通过转染等表征手段间接展示。所以，将基因载体与细胞成像技术结合成为了现如今研究的热点。
近几年研究者致力于ATRP理论和应用的研究工作，已经能够熟练的利用这种活性聚合手段得到一系列能够用于现代生物医学方面的聚合物材料，例如改性过的PEGDMAEMA、PEGMA等等，都是最新的阳离子基因载体研究成果，同时促进了活性可控聚合在医用生物高分子中的应用。
乙醇胺是一种在室温下无色透明的粘稠液体，有一定的吸湿性和氨臭，被广泛用作化学试剂、农药、医药、溶剂、染料中间体、橡胶促进剂和表面活性剂等等。
利用活性可控聚合ATRP得到一系列类脂质体阳离子基因载体在研究的过程中还存在很多的问题，例如：这种阳离子载体随着分子量的增大，响应的转染效率更高，但是毒性更大，如何在保证毒性适中的情况下尽量提高转染效率以及保证成像效果成为人们关注的重点；不同的单体具有不同的特性，有些转染效率较高，有效毒性较小，如何筛选出高效高性能的单体也是人们需要考虑的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性可控自由基聚合法(ATRP)构建以四苯基乙烯为核心的阳离子基因载体，该阳离子基因载体分子量可控，分布窄，不仅可形成胶束增加细胞的转染效率，并且还具有AIE效应，可用于细胞成像。具有很高的商业潜能，同时具备投入临床试验的可能。
本发明的技术方案：可修饰的四苯基乙烯衍生物分子，与二溴异丁酰溴(BIBB)进行反应生成带有四个引发位点的星形引发剂；最后通过原子转移自由基活性聚合(ATRP)引发各种单体进行聚合；得到聚合物后再用乙醇胺(EA)和带有氨基的四苯基乙烯分子进行开环反应，得到阳离子基因载体。
一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法，其具体操作步骤为：
1)聚合反应：聚合反应体系在无氧环境下连续进行，聚合反应完成后加入水或者甲醇，或者暴露在空气中，使引发体系失活并且终止聚合，加入的水或者甲醇是四苯基乙烯星形引发剂的质量的200-400倍，然后用乙醚、乙醇或者甲醇沉淀直到形貌变为固体，将其放入真空干燥箱中除去乙醚、乙醇或者甲醇得到粉末状或者絮状的固体；所述的聚合反应体系包括四苯基乙烯星形引发剂、有机溶剂、单体、配体、CuBr；其中单体与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.001-50，优选0.01-40，更优选0.05-30；配体与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.01-1.4，优选0.01-1，更优选0.05-1；CuBr与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.001-1.6，优选0.01-1，更优选0.05-0.08；有机溶剂与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为50-500，优选50-450，更优选70-400；
2)开环反应：在30-35℃无氧环境下向步骤1)得到的聚合产物中加入溶剂搅拌溶解，然后加入乙醇胺或/和乙二胺在80-90℃温度下反应30-50min；其中溶剂与聚合产物的质量比为200-500，优选150-450，更优选120-350；乙醇胺或/和乙二胺与聚合产物的质量比为300-600，优选450-600，更优选450-500；
3)步骤2)开环反应后的产物加水透析，最后冷冻干燥即得到具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，加水量与开环反应后的产物的比例为100-350mL/g。
步骤1)中聚合反应温度为0-60℃，优选5-55℃，更优选10-50℃；聚合反应时间为12h-48h，优选12h-24h，更优选20h-24h。
步骤1)中所述的聚合反应体系的各组分加入顺序一为：先将四苯基乙烯星形引发剂溶于有机溶剂中，然后加入单体，再加入配体，最后加入CuBr引发活性可控自由基聚合。
步骤1)中所述的聚合反应体系的各组分加入顺序二为：将四苯基乙烯星形引发剂溶于有机溶剂中，然后加入单体，再加入CuBr，最后加入配体引发活性可控自由基聚合。
所述的单体为甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或者几种。
所述的配体为2,2’-联吡啶、1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯四胺、五甲基二乙烯三胺、4,4’-联吡啶中的一种或者几种。
步骤1)所述的有机溶剂选自呋喃类、砜类、亚砜类、酰胺类、醇类中的一种或者几种。
所述呋喃类为呋喃，四氢呋喃中的一种或两种；醇类为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、异戊醇、正己醇中的一种或者几种；砜类为二甲砜、二乙砜、二丙砜、二丁砜、二苯砜、二苄基砜、甲基苯基砜、环丁砜中的一种或者几种；亚砜类为二甲基亚砜、二乙基亚砜、二丙基亚砜、二丁基亚砜、二戊基亚砜、二己基亚砜中的一种或者几种。
当使用CuBr聚合反应速率过快时，步骤1)还加入CuBr2，CuBr与CuBr2的质量比为(3:1)-(5:1)。
所述的四苯基乙烯星形引发剂结构式如下：
所述的四苯基乙烯星形引发剂的制备方法：将四苯基乙烯四羟基衍生物溶解在四氢呋喃中，然后加入三乙胺，最后加入二溴异丁酰溴，反应12-18h，然后在二甲基亚砜中沉淀出四苯基乙烯星形引发剂；其中四苯基乙烯四羟基衍生物与四氢呋喃的质量比为0.02-0.04，优选0.02-0.035，更优选0.03-0.035；四苯基乙烯四羟基衍生物与二溴异丁酰溴的质量比为1-2，优选1-1.5，更优选1-1.2；四苯基乙烯四羟基衍生物与三乙胺的质量比为1-2，优选1-1.8，更优选1-1.5；四苯基乙烯四羟基衍生物与二甲基亚砜的质量比为0.8-1.2，优选0.8-1，更优选0.8-0.85。
步骤2)中聚合产物中加入溶剂搅拌溶解后，先加入三乙胺、三丙胺或三丁胺，和四苯基乙烯氨基衍生物在35-40℃温度下反应24-48小时后，再加入乙醇胺或/和乙二胺继续反应；所述的三乙胺、三丙胺或三丁胺与聚合产物的质量比为20-50，优选15-45，更优选20-40；四苯基乙烯氨基衍生物与聚合产物的质量比为0.3-0.9，优选0.3-0.8，更优选0.35-0.8。
步骤2)所述的溶剂选自二甲基亚砜、二乙基亚砜、二丙基亚砜、二丁基亚砜、二戊基亚砜、二己基亚砜中的一种或几种。
所述的四苯基乙烯氨基衍生物的结构式如下：
所述的四苯基乙烯氨基衍生物的制备方法：将单羟基的四苯基乙烯衍生物与三溴丙胺溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾反应12-14h，反应温度70-78℃，最后在水中沉淀得到产物；其中单羟基的四苯基乙烯衍生物与三溴丙胺的质量比为0.5-0.8，优选0.5-0.75，更优选0.5-0.6；单羟基的四苯基乙烯衍生物与碳酸钾的质量比为0.3-0.5，优选0.3-0.45，更优选0.3-0.4；单羟基的四苯基乙烯衍生物与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0.03-0.08，优选0.04-0.08，更优选0.05-0.07，单羟基的四苯基乙烯衍生物与水的质量比为0.001-0.003，优选0.001-0.002，更优选0.0015-0.002。
有益结果：通过四苯基乙烯星形引发剂引发活性聚合，然后再通过开环反应得到一系列具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，其数均分子量(Mn)为6000-14000，分子量分布窄，分布系数(Mw/Mn)在1.2-1.5。这类基因载体在HepG2、Hela、C6、COS7、SL、H9C2细胞系中都有较好的转染效率，同时相对于PEI还具优良的细胞成像能力。本发明简单易行，其聚合方法保证了分子量的有效可控，而且相对于一般的阳离子基因载体，本发明制得的基因载体通过亲疏水作用形成胶束，从而增加细胞的转染效率。
附图说明
图1为转染效率图；实施例1-9制得的具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体可增加细胞吞噬率和转染效率。
图2为细胞内毒性图；PEI为金标，实施例1-9制得的具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体可增加细胞吞噬率和转染效率。
具体实施方式
实施例1:
如化学方程式所示，取0.4g四苯基乙烯四羟基衍生物，溶解在20mL的四氢呋喃中，加入420μL的三乙胺，最后加入2mL的二溴异丁酰溴，反应14h，反应后在5mL二甲基亚砜中沉淀得到产物四苯基乙烯星形引发剂。
(1)取0.1g四苯基乙烯星形引发剂完全溶解于10mL无水四氢呋喃(THF)中，再将561μL的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和83.5μL的五甲基二乙烯三胺(PMDETA)溶于该溶液中，以鼓泡方式通氮气3min后迅速加入57.4mg的溴化亚铜(CuBr)，立即用橡皮塞密封；体系于27-30℃下无氧氮气保护环境下反应24h，开瓶塞静置2-3min，然后用甲醇沉淀，再用甲醇洗两次，以除去PDMETA，CuBr，以及未反应的GMA和大部分的溶剂THF。离心之后除去上层清液，并将下层沉淀中的残留甲醇吹干，真空干燥，得到白色固体。此聚合物记为TPE-PGMA1。聚合物(TPE-PGMA1)的数均分子量(Mn)为6073，分子量分布指数(Mw/Mn)为1.35。
(2)取50mg步骤(1)制得的TPE-PGMA1溶解于1mL的DMSO中，向其中加入2mL的乙醇胺，以鼓泡方式通氮气5min后，体系于80℃，磁力搅拌下反应30min。之后取少量滴加入纯水中发现产物溶解，则说明开环反应彻底完成。
(3)将步骤(2)的反应液加入50mL水中，并用10000的透析袋透析1天以除去EA，之后取出透析袋中的液体冻干得到白色絮状产物，即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 1。
实施例2
(1)将四苯基乙烯星形引发剂溶解于无水四氢呋喃中，先加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，再加入溴化亚铜，最后加入五甲基二乙烯三胺，加入的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的体积为1mL，其余反应条件同实施例1的步骤(1)，得到的聚合物记为TPE-PGMA2。聚合物(TPE-PGMA2)的数均分子量(Mn)为10996，分子量分布指数(Mw/Mn)为1.43。也可以先加入57.4mg的溴化亚铜(CuBr)，再加入83.5μL的五甲基二乙烯三胺(PMDETA)，最后密封。
(2)取50mg步骤(1)得到的TPE-PGMA2溶解于1mL的DMSO中，反应条件同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 2。
实施例3
(1)加入的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的体积为2.42mL，加入溴化亚铜的同时加入20mg的溴化铜，其余反应条件同实施例1的步骤(1)，得到的聚合物记为TPE-PGMA3。聚合物(TPE-PGMA3)的数均分子量(Mn)为13830，分子量分布指数(Mw/Mn)为1.32。
(2)取50mg步骤(1)得到的TPE-PGMA3溶解于1mL的DMSO中，反应条件同实施例1的步骤(2)；
(3)同实施例1的步骤(3)，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 3。
实施例4
如化学方程式所示，取0.4g的单羟基的四苯基乙烯衍生物与0.86g的三溴丙胺溶解在8mL的N,N-二甲基甲酰胺中，最后加入0.64g的碳酸钾，75℃反应12h，最后在50mL水中沉淀得到产物四苯基乙烯氨基衍生物。
取50mg的实施例1得到的TPE-PGMA1溶解于1mL的DMSO中，向其中加入12.3μL的三乙胺(TEA)和15.5mg的四苯基乙烯氨基衍生物，40℃反应24h；再加入2mL乙醇胺(EA)，80℃反应30min。后处理步骤与实例1的步骤(3)相同，冻干后得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 1-1。
实施例5
改变TEA的用量为31μL，四苯基乙烯氨基衍生物的用量为38.5mg，其余反应条件与实施例4相同，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 1-2。
实施例6
取50mg的实施例2得到的TPE-PGMA2溶解于1mL的DMSO中，TEA的用量为16μL，四苯基乙烯氨基衍生物的用量为13mg，其余反应条件与实施例4相同，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA2-1。
实施例7
取50mg的实施例2得到的TPE-PGMA2溶解于1mL的DMSO中，改变TEA的用量为32μL，四苯基乙烯氨基衍生物的用量为40mg，其余反应条件与实施例4相同，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 2-2。
实施例8
取50mg的实施例3得到的TPE-PGMA3溶解于1mL的DMSO中，改变TEA的用量为13μL，四苯基乙烯氨基衍生物的用量为16.5mg，其余反应条件与实施例4相同，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 3-1。
实施例9
取50mg的实施例3得到的TPE-PGMA3溶解于1mL的DMSO中，改变TEA的用量为33μL，四苯基乙烯氨基衍生物的用量为41.5mg，其余反应条件与实施例4相同，得到的絮状聚合物即为具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，记为TPE-PGEA 3-2。

Claims (7)

1.一种具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤为：
1)聚合反应：聚合反应体系在无氧环境下连续进行，聚合反应完成后加入水或者甲醇，或者暴露在空气中，使引发体系失活并且终止聚合，加入的水或者甲醇是四苯基乙烯星形引发剂的质量的200-400倍，然后用乙醚、乙醇或者甲醇沉淀直到形貌变为固体，将其放入真空干燥箱中除去乙醚、乙醇或者甲醇得到粉末状或者絮状的固体；所述的聚合反应体系包括四苯基乙烯星形引发剂、有机溶剂、单体、配体、CuBr；其中单体与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.001-50；配体与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.01-1.4；CuBr与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为0.001-1.6；有机溶剂与四苯基乙烯星形引发剂的质量比为50-500；
2)开环反应：在30-35℃无氧环境下向步骤1)得到的聚合产物中加入溶剂搅拌溶解，然后加入乙醇胺或/和乙二胺在80-90℃温度下反应30-50min；其中溶剂与聚合产物的质量比为200-500；乙醇胺或/和乙二胺与聚合产物的质量比为300-600；
3)步骤2)开环反应后的产物加水透析，最后冷冻干燥即得到具有聚集诱导发光效应的阳离子基因载体，加水量与开环反应后的产物的比例为100-350mL/g；
步骤1)中聚合反应温度为0-60℃；聚合反应时间为12h-48h；
所述的单体为甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-异丙基丙烯酰胺中的一种或者几种；
所述的配体为2,2’-联吡啶、1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯四胺、五甲基二乙烯三胺、4,4’-联吡啶中的一种或者几种；
步骤1)所述的有机溶剂选自呋喃类、砜类、亚砜类、酰胺类、醇类中的一种或者几种；
步骤2)所述的溶剂选自二甲基亚砜、二乙基亚砜、二丙基亚砜、二丁基亚砜、二戊基亚砜、二己基亚砜中的一种或几种；
所述的四苯基乙烯星形引发剂结构式如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的聚合反应体系的各组分加入顺序为：先将四苯基乙烯星形引发剂溶于有机溶剂中，然后加入单体，再加入配体，最后加入CuBr引发活性可控自由基聚合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的聚合反应体系的各组分加入顺序为：将四苯基乙烯星形引发剂溶于有机溶剂中，然后加入单体，再加入CuBr，最后加入配体引发活性可控自由基聚合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的四苯基乙烯星形引发剂的制备方法：将四苯基乙烯四羟基衍生物溶解在四氢呋喃中，然后加入三乙胺，最后加入二溴异丁酰溴，反应12-18h，然后在二甲基亚砜中沉淀出四苯基乙烯星形引发剂；其中四苯基乙烯四羟基衍生物与四氢呋喃的质量比为0.02-0.04；四苯基乙烯四羟基衍生物与二溴异丁酰溴的质量比为1-2；四苯基乙烯四羟基衍生物与三乙胺的质量比为1-2；四苯基乙烯四羟基衍生物与二甲基亚砜的质量比为0.8-1.2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中聚合产物中加入溶剂搅拌溶解后，先加入三乙胺、三丙胺或三丁胺，和四苯基乙烯氨基衍生物在35-40℃温度下反应24-48小时后，再加入乙醇胺或/和乙二胺继续反应；所述的三乙胺、三丙胺或三丁胺与聚合产物的质量比为20-50；四苯基乙烯氨基衍生物与聚合产物的质量比为0.3-0.9。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的四苯基乙烯氨基衍生物的结构式如下：
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的四苯基乙烯氨基衍生物的制备方法：将单羟基的四苯基乙烯衍生物与三溴丙胺溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾反应12-14h，反应温度70-78℃，最后在水中沉淀得到产物；其中单羟基的四苯基乙烯衍生物与三溴丙胺的质量比为0.5-0.8；单羟基的四苯基乙烯衍生物与碳酸钾的质量比为0.3-0.5；单羟基的四苯基乙烯衍生物与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为0.03-0.08，单羟基的四苯基乙烯衍生物与水的质量比为0.001-0.003。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102643374A (zh) * 2012-04-26 2012-08-22 北京化工大学 Atrp法构建以pgma为骨架的高性能阳离子基因载体
CN103951805A (zh) * 2014-05-15 2014-07-30 中国科学技术大学 星形聚合物的制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effect of bilayer number on the photoluminescent property of TPE-based self-assembled film;CHEN DiDi,etc;《Chinese Science Bulletin》;20130627;第58卷(第22期);第2728-2732页 *
Temperature-Sensitive Fluorescent Organic Nanoparticles with Aggregation-Induced Emission for Long-Term Cellular Tracing;Zhen Wang,etc;《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》;20150120;第7卷(第5期);第3420-3425页 *

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