CN105968277A - 一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用，涉及高分子化学技术领域，其包括亲水嵌段和疏水嵌段，亲水嵌段含有聚乙二醇和羧基，疏水嵌段含有巯基。将本发明所公开的多齿巯基两嵌段聚合物应用于量子点表面修饰具有以下特点：一方面利用多个巯基的协同作用可以大幅提高聚合物与量子点表面金属离子结合能力，显著提高了量子点的光化学稳定性；另一方面聚合物中的PEG基团能够有效增加量子点的胶体化学稳定性和pH稳定性，同时，甲基丙烯酸单体中的羧基不仅能够提高量子点的亲水性，还可以为量子点进一步连接生物分子做好准备。

Description

一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子化学技术领域，尤其涉及一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
在过去二十多年间，量子点由于其独特的光学性能引起了国内外研究者的兴趣。量子点(QDs)是一种零维半导体纳米材料，主要由II-VI族元素(CdS、CdTe、CdSe/ZnS等)、III-V族元素(InAs、GaSb等)以及Ⅳ族元素(Si、Ge等)构成，由于量子点的尺寸较小，直径一般在1～12nm之间，接近甚至小于其体相材料的波尔激子半径，受激发后产生的载流子被限制在狭小的三维立体空间内，即产生量子限域效应。与传统的有机荧光染料相比，量子点的光致发光具有如下特征：吸收峰宽、发射峰窄而对称、发射光谱可调、耐光漂白作用、对光降解和化学降解有较强的抵抗力等。此外，具有独特荧光特性的量子点与生物分子(如核酸、抗体等)结合成为纳米荧光探针，已经被广泛应用于单色或多色荧光标记的细胞成像，蛋白质、酶或病毒的跟踪监测以及生物成像与传感、疾病预测与诊断等方面。
基于程序控制微波辐射(PPMI)方法制备水相CdTe/CdS核壳量子点，即利用CdTe量子点作为核，在其表面外延生长了CdS壳层，在水相中直接制备得到尺寸可控、高荧光量子效率、窄荧光半峰宽、光稳定性强、生物相容性较好的CdTe/CdS核壳型量子点。这种方法具有反应条件温和、尺寸可控、荧光量子效率高等特点，最重要的是这种方法制备的量子点具有水溶性可直接进行生物功能化，因而倍受研究者的青睐。水相量子点也存在不足之处：例如我们在合成过程中选择了含有巯基的小分子(3-巯基丙酸)作为配位剂用以提高量子点的稳定性及生物相容性，但是单巯基配体在长期放置过程中易被氧化进而脱离量子点表面，大大影响了量子点的稳定性和光学性能从而限制了此类量子点在复杂环境中的使用。
针对量子点光稳定性、胶体稳定性以及生物相容性不足等问题，研究者们做出不懈努力希望克服这些困难，目前，最常用的方法是对量子点进行表面修饰，量子点表面修饰方法主要有二氧化硅包覆、配体交换、两亲聚合物包覆等。首先，文献Chem.Mater.，2005,17(13):1620-1625.中提到用二氧化硅包覆量子点来提高其稳定性，虽然在稳定性方面有一定程度的提高，但是过厚的二氧化硅包覆层直接增大了量子点的尺寸，大大降低了量子点的荧光性能以及增加了其在血液循环中的困难。其次，配体交换一般针对小分子巯基配体，配体交换后的量子点在稳定性方面有所提高，但由于巯基易被氧化并从量子点表面脱落进而造成稳定性下降，而且修饰后的量子点荧光量子效率较低。再如，文献Nano lett.，2004，4(4):703-707中报道了两亲性聚合物修饰QDs，虽然在很大程度上提升了量子点的胶体稳定性，但是由于修饰后的量子点尺寸增加而使量子点的荧光量子效率降低，因而在生物实际应用方面受到了一定限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多齿巯基两嵌段聚合物，进一步提高量子点表面修饰后的稳定性，扩大其在生物方面的应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多齿巯基两嵌段聚合物，包括亲水嵌段和疏水嵌段，所述亲水嵌段含有聚乙二醇和羧基，疏水嵌段含有巯基，所述多齿巯基两嵌段聚合物结构式如下：
本发明的另一个目的是提供上述多齿巯基两嵌段聚合物的制备方法，具体步骤包括：
(1)二硫键单体MDSE的制备：以四氢呋喃为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，以2,2-二硫二乙醇、甲基丙烯酰氯为原料，投料摩尔比为n(2,2-二硫二乙醇):n(甲基丙烯酰氯):n(三乙胺)＝3:1:1.5；冰浴反应，抽滤旋蒸浓缩，柱层析分离出产物MDSE，旋蒸浓缩，用乙酸乙酯稀释并加入无水硫酸钠，旋蒸浓缩，真空干燥，-20℃保存。
(2)大分子链转移剂P(EG-MAA)的制备：以甲醇为溶剂，以聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸为原料，以2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯为RAFT试剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，投料摩尔比为n(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯):n(甲基丙烯酸):n(2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯):n(偶氮二异丁腈)＝6～10:20～60:1:1；冻融循环多次，氮气保护下油浴反应，旋蒸浓缩，无水乙醚沉降多次，真空干燥24～36h，得到大分子链转移剂P(EG-MAA)。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：将步骤(2)所得的大分子链转移剂P(EG-MAA)溶于甲醇，加入二硫键单体MDSE和偶氮二异丁腈，投料摩尔比为n(大分子链转移剂):n(MDSE):n(偶氮二异丁腈)＝2:40～120:1～0.4；冻融循环多次，氮气保护下油浴反应，旋蒸浓缩，无水乙醚沉降多次，真空干燥24～36h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物加入到超纯水中，调节溶液为弱碱性，超声溶解，加入乙二胺，鼓氮气，再加入还原剂二硫苏糖醇，投料摩尔比为n(两嵌段聚合物中二硫键):n(二硫苏糖醇):n(乙二胺)＝1:5～10:0.2～0.5；水浴反应2h，调节pH为酸性，离心，甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降，真空干燥24～36h，得到多齿巯基两嵌段聚合物。
进一步地，所述步骤(1)中柱层析过程以石油醚和乙酸乙酯为展开剂，其体积比为V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝3:1～10:1。
本发明的另一个目的还在于提供所述多齿巯基两嵌段聚合物在量子点的表面修饰领域中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明公开了一种多齿巯基两嵌段聚合物，该聚合物的亲水嵌段含有聚乙二醇(PEG)和羧基，疏水嵌段含有巯基。将该聚合物用于量子点表面修饰具有以下特点：一方面利用多个巯基的协同作用可以大幅提高聚合物与量子点表面金属离子结合的稳定性，显著提高量子点的光化学稳定性；另一方面聚合物中的PEG基团能够有效增加量子点的胶体化学稳定性和pH稳定性，同时，甲基丙烯酸单体中的羧基不仅能够提高量子点的亲水性，还可以为量子点进一步连接生物分子做好准备。
附图说明
图1为实施例1中大分子链转移剂的核磁共振氢谱；
图2为实施例1中含有二硫键单体的两嵌段聚合物的核磁共振氢谱；
图3为实施例1中最终产物多齿巯基两嵌段聚合物的核磁共振氢谱；
图4为实施例1中多齿巯基两嵌段聚合物修饰后量子点的透射电子显微镜图；
图5为实施例1中多齿巯基两嵌段聚合物修饰后量子点粒径统计分布柱状图；
图6为多齿巯基两嵌段聚合物修饰后的量子点与原始量子点的光稳定性测试图谱；
其中，a为原始量子点，b、c、d和e分别为实施例1、实施例2、实施例4和实施例6得到的多齿巯基两嵌段聚合物修饰后的量子点。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明多齿巯基两嵌段聚合物的结构、制备及量子点表面修饰及稳定性测试作进一步的说明。但应当说明的是，这些实施方式并非是对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均包括在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本实施方式部分所用到的材料可以购买得到，也可以采用现有技术中已知的方法合成制得。
实施例1
本实施例提供了一种多齿巯基两嵌段聚合物，其结构式如下：
由结构式可以看出：该多齿巯基嵌段聚合物分子结构有以下特点：一端为亲水性的羧基和聚乙二醇(PEG)，其中羧基功能化基团的引入，为以后聚合物连接生物分子做好了准备；聚乙二醇(PEG)一方面提高了聚合物的亲水性能，另一方面在生物应用方面可以提高修饰后量子点在复杂生物环境中的胶体稳定性和生物相容性；另一端为疏水性的巯基，其与量子点中金属离子具有很强的螯合作用，因此可以长期稳定的吸附在量子点的表面。
本实施例还提供了上述多齿巯基两嵌段聚合物的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)二硫键单体MDSE的制备：将2，2-二硫二乙醇(12.5mL，102mmol)、三乙胺(TEA)(7.07mL，51mmol)和四氢呋喃(THF)溶液60mL加入到两口烧瓶内，磁子快速搅拌，冰水浴控制温度在0℃左右，然后将甲基丙烯酰氯(3.29mL，34mmol)溶解在10ml四氢呋喃中，通过恒压滴液漏斗逐滴滴加到两口烧瓶内，搅拌反应2h。抽滤除去有机盐，滤液在25℃下真空旋蒸浓缩至4～5mL，以石油醚(PE)和乙酸乙酯(EA)为展开剂，其体积比为V(PE)：V(EA)＝10:1，等检测到产物时，逐步增加展开剂的极性，其体积比变化为V(PE)：V(EA)＝5:1至V(PE)：V(EA)＝3:1，最终分离出产物MDSE，真空旋蒸浓缩至3～5mL，加入EA溶解，并加入过量的无水硫酸钠，搅拌2h，抽滤除去无水硫酸钠，滤液在25℃下真空旋蒸浓缩至体积不再变化，室温真空干燥过夜，-20℃保存。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：6.0(s，1H，CHH＝C(CH3)CO-)，5.58(s，1H，CHH＝C(CH3)CO-)，4.40(t，2H，-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，3.84(t，2H-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.93(t，2H，-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.83(t，2H，-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，1.92(S，3H，-CH3)。二硫键单体MDSE的结构式如下：
(2)大分子链转移剂P(EG-MAA)的制备：以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，以聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA-500)和甲基丙烯酸(MAA)为原料，以2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯为RAFT试剂，称量引发剂AIBN(82mg，0.5mmol)转移到50mL史兰克管内，用5mL移液枪取10mL甲醇加入到反应管内、搅拌溶解完全，接着将(172.8mg，0.5mmol)RAFT试剂、PEGMA-500(1500mg，3mmol)和MAA(860.9mg，10mmol)依次加入到反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下65℃油浴反应15h，40℃下真空旋蒸浓缩至2～3ml，无水乙醚沉降3次，25℃下真空干燥36h，得到大分子链转移剂P(EG-MAA)。Mn＝5728，Mw/Mn＝1.08。
1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3of PEGMA)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，1.82-2.03(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1.09(-CH3of polymer backbone)，0.91(-S-(CH2)11-CH3)。大分子链转移剂P(EG-MAA)的核磁共振氢谱如图1所示，其结构式如下：
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(1.6mg，0.01mmol)、步骤(2)中制得的大分子链转移剂P(EG-MAA)(114mg，0.02mmol)和二硫键单体MDSE(178mg，0.8mmol)依次加入已经装有10mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，25℃下真空干燥24h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物。Mn＝7141，PDI＝Mw/Mn＝1.14。1H NMR(400MHz,CD3OD,δ,ppm)：4.29(-C(O)OCH2-CH2SSCH2CH2OH)，4.12(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，3.66(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.82-2.03(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11CH3)，1.1(-CH3of polymerbackbone)，0.95(-S-(CH2)11-CH3)。含有二硫键单体的两嵌段聚合物的核磁共振氢谱如图2所示，结构式如下：
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物200mg(n-SH＝0.238mmol)溶于10mL超纯水中，用质量分数为5％的氢氧化钠调节溶液为弱碱性(pH＝8～9)，超声直至为完全溶解，加入(8μL，0.11675mmoL)乙二胺，磁子搅拌并鼓氮气10～15min，再加入(367mg，2.38mmol)还原剂二硫苏糖醇(DTT)，水浴40℃反应2h，加入1M盐酸调节pH＝4左右，加热后快速离心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降两次，25℃下真空干燥24h，得到目标多齿巯基两嵌段聚合物。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-SH，-C(O)OCH2CH2-O-)，3.67(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，2.80(-COOCH2CH2SH)，1.88-1.99(-CH2-of polymerbackbone)，1.0-1.09(-CH3of polymer backbone)。目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的核磁共振氢谱如图3所示，其结构式如下：
实施例2
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：与实施例1所不同的是，无水乙醚沉降3次后真空干燥24h。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(1.6mg，0.01mmol)、大分子链转移剂P(EG-MAA)(114mg，0.02mmol)和MDSE(89mg，0.4mmol)依次加入已经装有10mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，真空(25℃)干燥36h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物。Mn＝6422，PDI＝1.11。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.30(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，4.12(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.82-2.01(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1-1.1(-CH3of polymer backbone)，0.93(-S-(CH2)11-CH3)。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：与实施例1所不同的是，乙醚沉降两次后25℃下真空干燥32h。
实施例3
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：与实施例1所不同的是，无水乙醚沉降3次后真空干燥30h。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(1.6mg，0.01mmol)、大分子链转移剂P(EG-MAA)(114mg，0.02mmol)和MDSE(356mg，1.2mmol)依次加入已经装有10mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，25℃下真空干燥30h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物。Mn＝7837，PDI＝1.14。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.29(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，4.12(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，3.67(-(O-CH2CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-COO-CH2-CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，1.84-1.99(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1-1.1(-CH3of polymer backbone)，0.93(-S-(CH2)11-CH3)。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：与实施例1所不同的是，乙醚沉降两次后25℃下真空干燥30h。
实施例4
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：称量引发剂AIBN(32.8mg，0.2mmol)转移到100mL史兰克管内，用5mL移液枪取10mL甲醇加入到反应管内，搅拌溶解完全，接着将RAFT试剂2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯(69.126mg，0.2mmol)、PEGMA-500(600mg，1.2mmol)和MAA(688.72mg，72mmol)依次加入到反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应15h，40℃下真空旋蒸浓缩4mL左右，无水乙醚沉降3次，25℃下真空干燥36h，得到大分子链转移剂。Mn＝5884，PDI＝1.12。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.66(-(O-CH2CH2)8-O-CH3of PEGMA)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，1.85-2.03(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1.09(-CH3of polymer backbone)，0.93(-S-(CH2)11-CH3)。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(3.28mg，0.02mmol)、P(EG-MAA)(590mg，0.1mmol)和MDSE(1334mg，6mmol)，将其依次加入已经装有8mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，真空(25℃)干燥32h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物；Mn＝7602，PDI＝1.09。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.29(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，4.11(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.88-2.02(-CH2-of polymer backbone)，1.25-1.39(-S-(CH2)11-CH3)，1.0-1.1(-CH3of polymer backbone)，0.94(-S-(CH2)11-CH3)。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物95mg(n-SH＝0.1mmol)溶于10mL超纯水中，用质量分数为5％的氢氧化钠调节溶液为弱碱性(pH＝8～9)，超声直至完全溶解，加入(1.33μL，0.02mmoL)乙二胺，磁子搅拌并鼓氮气10～15min，再加入(77mg，0.5mmol)还原剂二硫苏糖醇(DTT)，水浴40℃反应2h，加入1M盐酸调节pH＝4左右，加热后快速离心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降两次，25℃下真空干燥32h，得到目标多齿巯基两嵌段聚合物。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-SH，-C(O)OCH2CH2-O-)，3.68(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.39(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，2.82(-COOCH2CH2SH)，1.88-1.99(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.1(-CH3of polymer backbone)。
实施例5
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：与实施例4所不同的是，无水乙醚沉降3次后真空干燥24h。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(3.28mg，0.02mmol)、P(EG-MAA)(590mg，0.1mmol)和MDSE(444.6mg，2mmol)，将其依次加入已经装有8mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，真空(25℃)干燥32h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物；Mn＝6864，PDI＝1.11。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.29(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，4.11(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.88-2.02(-CH2-of polymer backbone)，1.25-1.39(-S-(CH2)11-CH3)，1.0-1.1(-CH3of polymer backbone)，0.94(-S-(CH2)11-CH3)。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物137mg(n-SH＝0.1mmol)溶于10mL超纯水中，用质量分数为5％的氢氧化钠调节溶液为弱碱性(pH＝8～9)，超声直至完全溶解，加入(1.33μL，0.02mmoL)乙二胺，磁子搅拌并鼓氮气10～15min，再加入(154mg，1mmol)还原剂二硫苏糖醇(DTT)，水浴40℃反应2h，加入1M盐酸调节pH＝4左右，加热后快速离心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降两次，25℃下真空干燥32h，得到目标多齿巯基两嵌段聚合物。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-SH，-C(O)OCH2CH2-O-)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，2.81(-COOCH2CH2SH)，1.88-1.99(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.1(-CH3of polymer backbone)。
实施例6
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：称量引发剂AIBN(32.8mg，0.2mmol)转移到50mL史兰克管内，用5mL移液枪取10mL甲醇加入到反应管内、搅拌溶解完全，接着将(69.126mg，0.2mmol)RAFT试剂、PEGMA-500(1000mg，2mmol)和MAA(1033mg，12mmol)依次加入到反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下65℃油浴反应15h，40℃下真空旋蒸浓缩至4～5ml，无水乙醚沉降3次，25℃下真空干燥36h，得到大分子链转移剂P(EG-MAA)。Mn＝7554，Mw/Mn＝1.13。
1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.11(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.66(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3of PEGMA)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，1.84-2.03(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，0.99-1.09(-CH3of polymer backbone)，0.91(-S-(CH2)11-CH3)。
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：称量引发剂AIBN(1.6mg，0.01mmol)、大分子链转移剂P(EG-MAA)(151mg，0.02mmol)和MDSE(89mg，0.4mmol)依次加入已经装有10mL甲醇的反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下油浴65℃反应24h，40℃下真空旋蒸浓缩，无水乙醚沉降三次，真空(25℃)干燥36h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物。Mn＝9323，PDI＝1.15。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.30(-C(O)OCH2CH2SSCH2CH2OH)，4.11(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.86(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.37(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.05(-COOCH2CH2SSCH2CH2OH)，2.92(-COOCH2-CH2SSCH2CH2OH)，1.82-2.01(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1-1.09(-CH3of polymer backbone)，0.94(-S-(CH2)11-CH3)。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物117mg(n-SH＝0.1mmol)溶于10mL超纯水中，用质量分数为5％的氢氧化钠调节溶液为弱碱性(pH＝8～9)，超声直至完全溶解，加入(1.33μL，0.02mmoL)乙二胺，磁子搅拌并鼓氮气15min，再加入(77mg，5mmol)还原剂二硫苏糖醇(DTT)，水浴40℃反应2h，加入1M盐酸调节pH＝4左右，加热后快速离心，沉淀用甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降两次，25℃下真空干燥32h，得到目标多齿巯基两嵌段聚合物。1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-SH，-C(O)OCH2CH2-O-)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，2.81(-COOCH2CH2SH)，1.88-1.99(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.1(-CH3of polymer backbone)。
实施例7
(1)二硫键单体的制备：同实施例1。
(2)大分子链转移剂的制备：称量引发剂AIBN(32.8mg，0.2mmol)转移到50mL史兰克管内，用5mL移液枪取10mL甲醇加入到反应管内、搅拌溶解完全，接着将(69.126mg，0.2mmol)RAFT试剂、PEGMA-500(1000mg，2mmol)和MAA(517mg，6mmol)依次加入到反应管内，橡胶塞塞紧并用parafilm封口膜密封，冻融循环三次，最终在氮气保护下65℃油浴反应15h，40℃下真空旋蒸浓缩至4～5ml，无水乙醚沉降3次，25℃下真空干燥36h，得到大分子链转移剂P(EG-MAA)。Mn＝5828，Mw/Mn＝1.09。
1H NMR(400MHz，CD3OD，δ，ppm)：4.12(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.65(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3of PEGMA)，3.56(-C(O)OCH2CH2-O-of PEGMA)，3.38(-(O-CH2-CH2)8-O-CH3)，1.84-2.0(-CH2-of polymer backbone)，1.2-1.4(-S-(CH2)11-CH3)，1-1.1(-CH3of polymer backbone)，0.91(-S-(CH2)11-CH3)
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：同实施例1。
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：同实施例1。
多齿巯基两嵌段聚合物修饰量子点以及量子点的光稳定性测试
1.量子点的表面修饰
将实施例1、2、4、6所制备的多齿巯基两嵌段聚合物溶于水中，配成质量浓度为1～2mg/mL的溶液，然后用质量分数为5％的氢氧化钠调节pH＝8～9，超声至完全溶解得到透明溶液，鼓氮气10min，控制量子点终浓度为1μmol/L，巯基与QD的当量比为50:1，微波100℃下反应3min。将得到的量子点溶液，用30kDa超滤管超滤4次，得到多齿巯基两嵌段聚合物修饰后的量子点。其中，实施例1所制备的多齿巯基两嵌段聚合物修饰后量子点的透射电子显微镜图如图4所示，修饰后量子点的粒径统计分布情况如图5所示，由图5可以看出，多齿巯基两嵌段聚合物修饰后量子点的尺寸在3.0nm左右，具有单分散性的特点。
2.量子点的光稳定性测试
将上述得到的修饰后的量子点，配成终浓度为1μmol/L的量子点溶液，在三台强紫外灯(呈品字形分布)照射，每隔一定时间测其荧光性能，观察其荧光强度变化趋势，总照射时间为150min。多齿巯基两嵌段聚合物修饰后量子点与原始量子点的光稳定性测试图谱如图6所示，其中，a为原始量子点，b、c、d和e分别为实施例1、实施例2、实施例4和实施例6得到的多齿巯基两嵌段聚合物修饰后的量子点。通过图6中a与b、c、d和e曲线的对比，可以清楚的看出，多齿巯基两嵌段聚合物修饰后的量子点的荧光强度变化曲线较原始量子点平缓，说明修饰后的量子点的光稳定性得到了显著提高。另外，b、c、d和e曲线之间差别不大，可见，实施例1、实施例2、实施例4和实施例6得到的多齿巯基两嵌段聚合物在量子点表面修饰领域都具有很好的应用效果，因此，本实施方式部分所制备的多齿巯基两嵌段聚合物可应用于量子点的表面修饰领域中。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种多齿巯基两嵌段聚合物，其特征在于，其包括亲水嵌段和疏水嵌段，所述亲水嵌段含有聚乙二醇和羧基，疏水嵌段含有巯基，所述多齿巯基两嵌段聚合物结构式如下：
2.一种如权利要求1所述的多齿巯基两嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)二硫键单体MDSE的制备：以四氢呋喃为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，以2,2-二硫二乙醇、甲基丙烯酰氯为原料，投料摩尔比为n(2,2-二硫二乙醇):n(甲基丙烯酰氯):n(三乙胺)＝3:1:1.5；冰浴反应，抽滤旋蒸浓缩，柱层析分离出产物MDSE，旋蒸浓缩，用乙酸乙酯稀释并加入无水硫酸钠，旋蒸浓缩，真空干燥，-20℃保存；
(2)大分子链转移剂P(EG-MAA)的制备：以甲醇为溶剂，以聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸为原料，以2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯为RAFT试剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，投料摩尔比为n(聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯):n(甲基丙烯酸):n(2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯):n(偶氮二异丁腈)＝6～10:20～60:1:1；冻融循环多次，氮气保护下油浴反应，旋蒸浓缩，无水乙醚沉降多次，真空干燥24～36h，得到大分子链转移剂P(EG-MAA)；
(3)含有二硫键单体的两嵌段聚合物的制备：将步骤(2)所得的大分子链转移剂P(EG-MAA)溶于甲醇，加入二硫键单体MDSE和偶氮二异丁腈，投料摩尔比为n(大分子链转移剂):n(MDSE):n(偶氮二异丁腈)＝2:40～120:1～0.4；冻融循环多次，氮气保护下油浴反应，旋蒸浓缩，无水乙醚沉降多次，真空干燥24～36h，得到含有二硫键单体的两嵌段聚合物；
(4)目标产物-多齿巯基两嵌段聚合物的制备：将步骤(3)所得的含有二硫键单体的两嵌段聚合物加入到超纯水中，调节溶液为弱碱性，超声溶解，加入乙二胺，鼓氮气，再加入还原剂二硫苏糖醇，投料摩尔比为n(两嵌段聚合物中二硫键):n(二硫苏糖醇):n(乙二胺)＝1:5～10:0.2～0.5；水浴反应2h，调节pH为酸性，离心，甲醇溶解，旋蒸浓缩，乙醚沉降，真空干燥24～36h，得到多齿巯基两嵌段聚合物。
3.根据权利要求2所述的一种多齿巯基两嵌段聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中柱层析过程以石油醚和乙酸乙酯为展开剂，其体积比为V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝3:1～10:1。
4.根据权利要求1所述的多齿巯基两嵌段聚合物的应用，其特征在于，所述多齿巯基两嵌段聚合物可应用于量子点的表面修饰领域。
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