摘 要： 采用1-（4-氨基苯）-1，2，2-三苯基乙烯（ TPE-NH2）引發(fā)N-丁基甘氨酸-N-硫代羧酸酐（NBG-NTA）和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐（NEG-NTA）開(kāi)環(huán)聚合，制備了四苯基乙烯（TPE）基團(tuán)封端的聚（N-丁基甘氨酸）-b-聚（N-乙基甘氨酸）（TPE-PNBG-b-PNEG）。采用透射電子顯微鏡（TEM）和熒光光譜（FL）研究了TPE-PNBG-b-PNEG 在水溶液中的自組裝行為和聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性。結(jié)果表明，TPE-PNBG-b-PNEG 具有顯著的AIE 效應(yīng)，根據(jù)初始含水量（體積分?jǐn)?shù)）和親水鏈段質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wPNEG）的不同，TPE-PNBG-b-PNEG 在水溶液中分別組裝得到了球形膠束以及紡錘狀、松針狀和蠕蟲(chóng)狀聚集體，并可發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，最大發(fā)射波長(zhǎng)為485 nm。隨著wPNEG 的減小，TPE-PNBG-b-PNEG 的堆積參數(shù)增大，疏水鏈段的堆積變得更為緊密，AIE 效應(yīng)增強(qiáng)，其熒光強(qiáng)度和熒光量子產(chǎn)率都隨之增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞： 聚類肽；熒光；聚集誘導(dǎo)發(fā)光；自組裝；N-硫代羧酸酐

中圖分類號(hào)： O633.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

聚類肽是一類仿聚氨基酸結(jié)構(gòu)[1， 2] 的新型生物高分子，主鏈為聚甘氨酸，側(cè)鏈取代基位于酰胺氮原子上。聚類肽具有良好的生物相容性和側(cè)鏈可修飾性，在藥物控釋[3， 4]、基因載體[5-7]、生物分離膜[8]、抗菌劑[9-12] 和表面防污[13， 14] 等領(lǐng)域得到了深入、廣泛的研究。在聚類肽中引入熒光、液晶、刺激響應(yīng)性等功能基團(tuán)，以及引入糖基、多肽、蛋白質(zhì)、藥物分子等生物活性基團(tuán)能極大地拓展聚類肽的性能并提高其應(yīng)用價(jià)值，使其在智能仿生、納米組裝和生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[15-17]。

熒光聚類肽在細(xì)胞/組織成像、藥物運(yùn)送和分布等方面受到了研究者的青睞[18， 19]。李敏慧課題組[20] 合成了兩嵌段聚類肽聚（N-烯丙基甘氨酸）-b-聚肌氨酸（PNAG-b-PSar），并通過(guò)后修飾反應(yīng)在PNAG 側(cè)鏈上引入了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）效應(yīng)的四苯基乙烯（TPE）基團(tuán)，得到了具有熒光的兩親性聚類肽P（TPE-NAG）-b-PSar。通過(guò)調(diào)節(jié)P（TPE-NAG）-b-PSar 的嵌段比例，自組裝得到了球形膠束和囊泡，組裝體可發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光（478 nm）。此外，他們還合成了兩嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚（N-烯丙基甘氨酸）（PEG-b-PNAG），通過(guò)相同的后修飾方法在PNAG 側(cè)鏈上引入了具有AIE 效應(yīng)的三苯胺-噻吩（CN）基團(tuán)，得到了具有熒光的兩親性共聚物PEG-b-P（CN-NAG），在不同溶劑中自組裝得到了球形膠束和囊泡，組裝體可發(fā)出強(qiáng)烈的紅色熒光（680 nm）[21]。不同于傳統(tǒng)染料分子的聚集誘導(dǎo)淬滅（ACQ）現(xiàn)象[22]，具有AIE 效應(yīng)的聚類肽組裝體有望在生物成像、治療診斷等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

目前，在熒光聚類肽的合成中，通常是將熒光基團(tuán)通過(guò)后修飾方法引入到聚類肽的側(cè)鏈中，步驟較為復(fù)雜繁瑣[20， 21]。利用含氨基的熒光分子引發(fā)N-羧酸酐（NCA）[23， 24] 或者N-硫代羧酸酐（NTA）[25-28] 開(kāi)環(huán)聚合是制備熒光聚類肽的另一種有效方法[29]。具有熒光的芳香胺來(lái)源豐富、易于獲取，是制備功能化聚類肽的理想引發(fā)劑。芳香胺的親核性較弱，其引發(fā)NCA 聚合的引發(fā)速率小于鏈增長(zhǎng)速率，存在聚合可控性差、產(chǎn)物分子量分布較寬等問(wèn)題[30， 31]。如果芳香胺用于引發(fā)鏈增長(zhǎng)速率不高的NTA 單體[32]，可以避免引發(fā)速率小于鏈增長(zhǎng)速率的問(wèn)題，因此芳香胺有望引發(fā)NTA 實(shí)現(xiàn)可控聚合。

本文以1-（4-氨基苯）-1，2，2-三苯基乙烯（TPE-NH2）為引發(fā)劑，引發(fā)N-丁基甘氨酸-N-硫代羧酸酐（NBG-NTA）和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐（NEG-NTA）開(kāi)環(huán)聚合，制備了TPE 基團(tuán)封端的聚（N-丁基甘氨酸）-b-聚（N-乙基甘氨酸）（TPE-PNBG-b-PNEG）。通過(guò)調(diào)節(jié)單體與引發(fā)劑的投料比，合成了3 種不同嵌段比例的TPE-PNBGb-PNEG，其親水鏈段PNEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wPNEG）分別為70%、45% 和33%。利用透射電子顯微鏡（TEM）和熒光光譜（FL）研究了TPE-PNBG-b-PNEG 在水溶液中的自組裝行為和AIE 特性。3 種不同嵌段比例的TPE-PNBGb-PNEG 都具有顯著的AIE 效應(yīng)，根據(jù)初始含水量（體積分?jǐn)?shù)）和wPNEG 的不同，TPE-PNBG-b-PNEG 在水溶液中分別組裝得到了球形膠束以及紡錘狀、松針狀和蠕蟲(chóng)狀聚集體，并可發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光，最大發(fā)射波長(zhǎng)為485 nm。隨著wPNEG 的降低，TPE-PNBG-b-PNEG 的堆積參數(shù)增大，疏水鏈段的堆積變得更為緊密，AIE 效應(yīng)增強(qiáng)，其熒光強(qiáng)度和熒光量子產(chǎn)率都隨之增強(qiáng)。