聚(N-异丙基丙烯酰胺)简称PNIPAM，是“智能高分子”的代表，以32℃可逆温敏相变为核心，结构简单、易改性、生物相容，成为药物递送、组织工程、分离技术、智能器件等领域的关键材料。聚(N-异丙基丙烯酰胺)为白色粉末或固体，溶于水、乙醇等极性溶剂；不溶于正己烷，凭借接近体温的LCST、可逆相变、良好生物相容性，在药物控释、智能水凝胶以及生化分离等领域应用广泛。
应用研究
陆俊俏等人研究设计合成了含碲醚催化活性中心的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(NIPAM)/甲基丙烯酸(MAA)共聚微凝胶(PNIPAM-MAA-Te),利用微凝胶骨架的负温度刺激响应性构建出温敏性智能人工碲酶。PNIPAM-MAA-Te在3-羧基-4-硝基苯硫酚(TNB)/过氧化氢(H2O2)亲水体系与对硝基苯硫酚(NBT)/枯基过氧化氢(CUOOH)疏水体系中表现出了智能催化活性。催化活性测定表明:PNIPAM-MAA-Te在亲水体系中pH值为6、温度为25℃条件下表现出最高比活力(0.046±0.040)μmol/(min·μmol);在疏水体系中pH值为6、温度为65℃条件下表现出最高比活力(0.45±0.01)μmol/(min·μmol);在疏水体系中其催化活性更高,酶促反应动力学曲线表明其催化方式为乒乓机制,二级反应速率常数可达到100L/(mol·min)数量级。研究结果拓展了智能微凝胶在生命体内外的潜在应用[1]。
李媛媛等人以多孔硅胶为载体,通过聚合反应将聚(N-异丙基丙烯酰胺)和甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝于硅胶表面,并在聚合物链中植入γ-环糊精。用1H核磁共振、元素分析、红外光谱对其结构进行表征,并将此材料用作液相色谱固定相,通过考察在高亲水有机流动相中极性亲水化合物的保留,发现此固定相具有亲水色谱(HILIC)的特征,可以用于核苷类亲水化合物的分离。此外,还可以用于富勒烯碳60(C60)和碳70(C70)的分离,相比于C60,此固定相对C70有更强的保留,表明此固定相表面γ-环糊精对C70具有立体选择性。并且,此固定相具有一定的温敏特性,仅通过改变柱温就可以达到分离的目的[2]。
刘郁杨等人基于β-环糊精(β-CD)的超分子包合特性,最近几年我们对环糊精聚合物的药物控制释行为进行了广泛的探索性研究,通过分子设计合成并表征了一系列基于温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)和β-CD的但却具有不同结构与性能的新型聚合物。研究发现,这些聚合物不但具有PNIPAM的热敏性,也具有β-CD的超分子包合性,并表现出独特的药物控释性能[3]。
参考文献
[1] 陆俊俏,杭迅,刘琳琳,等. 基于聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶构建温敏性智能人工碲酶[J]. 塑料科技,2026,54(1):13-19. DOI:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2026.01.003.
[2] 李媛媛,韦嫚嫚,陈桐,等. 基于γ-环糊精和聚N-异丙基丙烯酰胺色谱固定相的制备及应用[J]. 分析化学,2015,43(6):876-880. DOI:10.11895/j.issn.0253-3820.141087.
[3] 刘郁杨,范晓东,孙乐,等. 聚N-异丙基丙烯酰胺/β-环糊精离子聚合物的合成与表征[J]. 高分子学报,2005(3):471-475. DOI:10.3321/j.issn:1000-3304.2005.03.032.