PMADQUAT/PSt-PAA聚离子复合物聚集体增强卟啉和富勒烯类衍生物单重态氧产率  

Encapsulate Porphyrin or Fullerene Derivatives in PMADQUAT/PSt-PAA Polyion Complex Aggregates for Enhanced Singlet Oxygen Yields

作　　者：李海霞[1] 高云燕[1] 欧植泽[1] 金和林[1] 曹璐[1] 陈晨[1] 

机构地区：[1]西北工业大学理学院空间应用物理与化学教育部重点实验室,陕西西安710072

出　　处：《影像科学与光化学》2013年第3期197-207,共11页Imaging Science and Photochemistry

基　　金：国家自然科学基金(21073143);教育部"春晖计划"基金(Z2009-1-71002;Z2009-1-71006);西北工业大学基础研究基金(JC200822;JC20100239)

摘　　要：采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-PtBuA),在酸性条件下水解得到聚苯乙烯-聚丙烯酸(PSt-PAA),利用核磁共振氢谱(1 HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对产物进行了表征.PSt-PAA在Tris-HCl缓冲溶液中(pH=7.0)形成临界聚集浓度(CAC)为0.015g/L的聚集体.PSt-PAA与聚2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(PMADQUAT)可通过静电相互作用形成聚离子复合物(polyion complex,PIC),当m(PMADQUAT)/m(PSt-PAA)=3时,形成的聚离子复合物的CAC为0.005g/L.动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明,形成聚离子复合物后,聚集体粒径变小.聚合物形成聚集体可包载二乙二醇单甲醚修饰的C70(MDG-C70)、原卟啉(PPIX)、四苯基锌卟啉(ZnTPP)和四苯基卟啉(TPP)等光敏剂,并增强光敏剂在缓冲溶液中的溶解度.光照条件下,MDG-C70、PPIX、ZnTPP和TPP在聚离子复合物聚集体m(PMADQUAT)/m(PSt-PAA)=3的溶液中的单重态氧量子产率分别是在PSt-PAA聚集体溶液中的1.64、2.63、2.60和2.20倍.而在缓冲溶液中,由于光敏剂的聚集作用,未能检测到单重态氧的产生。研究结果表明,聚离子复合物聚集体能够包载光敏剂,是提高单重态氧产率的一个有效途径.The polystyrene-poly（tert-butyl acrylate） （PSt-PtBuA） block copolymer was synthe- sized using atom transfer radical polymerization （ATRP） method, and the polystyrene-poly（a- erylie acid） （PSt-PAA） was obtained by the hydrolysis of PSt-PtBuA under acidic condition. The copolymers are characterized with proton nuclear magnetic resonance （^1HNMR） and gel permeation chromatography （GPC）. The polymer PSt-PAA can form aggregates in the buffer solution of Tris-HC1 （pH=7.0）, with the critical aggregation concentration （CAC） of 0. 015 g/L. The polyion complex （PIC） aggregates can be formed between poly-2-F（methacryloy- loxy）-ethyl~ trimethylammonium chloride （PMADQUAT） and PSt-PAA through electrostatic interaction. When the weight ratio of PMADQUAT ： PSt-PAA is 3 ： 1, the CAC of aggregates becomes 0. 005 g/L. Dynamic light scattering （DLS） and transmission electron microscope （TEM） results indieate that the particle diameters become smaller after forming PIC aggregates. The photosensitizers, such as diethyleneglycolmonomethylether modified fullerene （MEG-G0）, protoporphyrin （PPIX）, zine-meso-tetraphenylporphine （ZnTPP） and 5,10,15, 20-tetraphenylporphin （TPP） can be encapsulated into the polymer aggregates, thereby enhan- cing their solubility in the buffer solution. Under irradiation, the yields of singlet oxygen of MDG-C70, PPXI, ZnTPP and TPP in PIC aggregates are 1. 64, 2. 63, 2.60 and 2.20 times, respectively, compared with that in PSt-PAA aggregates. The singlet oxygen is not detected in the buffer solutions of these photosensitizers, due to the aggregation of photosensitizer. These results suggest that encapsulation of photosensitizer in PIC aggregates is one of the effective ways to enhance singlet oxygen yield of photosensitizer.

关 键 词：聚离子复合物聚集体 自组装 富勒烯 卟啉 单重态氧 

分 类 号：O631.3[理学—高分子化学]