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PEG-b-PMMA/PMMA-PEG聚乙二醇 - 聚甲基丙烯酸甲酯兩親嵌段共聚物介紹

來源：杭州新喬生物科技有限公司 2026年07月21日 11:28

一、基礎結構與命名

標準寫法：PEG-b-PMMA（b=block，嵌段），俗稱 PEG-PMMA

親水鏈段：PEG（聚乙二醇），柔性、水溶性、生物低免疫、水化抗蛋白吸附
疏水鏈段：PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），剛性玻璃態、高 Tg、強疏水、脂溶性藥物相容性好
典型規格標注：PEG2k-PMMA15k（PEG 分子量 2000，PMMA 段 15000）
結構分類：

線性二嵌段：mPEG-b-PMMA
三嵌段：PMMA-b-PEG-b-PMMA
接枝型：PMMA-g-PEG（MMA 與 PEGMA 無規共聚，≠嵌段）

二、核心理化性質

兩親自組裝特性
水相中自發形成核 - 殼膠束：

疏水 PMMA 聚集為膠束內核，包裹疏水化療藥、熒光染料、脂溶性分子
PEG 朝外形成水化外殼，屏蔽蛋白吸附、延長體內循環半衰期（EPR 效應富集腫瘤）

熱性能

PMMA 段 Tg≈105 ℃，剛性、不易溶脹；PEG 段 Tg≈-60 ℃，柔性親水
共聚物存在兩個玻璃化轉變溫度，熱穩定性優異，分解溫度＞220 ℃

溶解特性

良溶劑：二氯甲烷、氯仿、THF、丙酮、DMF
不溶于純水，但自組裝后形成穩定水分散納米膠束

生物特性
PEG：低毒、無免疫原性；PMMA 生物惰性、低細胞毒性，骨科骨水泥、植入材料常用基材

三、主流合成方法ATRP的完整合成 + 提純實驗方案

試劑與原料

1. 原料

mPEG-OH（推薦分子量 2000 / 5000 Da，真空干燥除水過夜）
2 - 溴異丁酰溴（BIBB，酰化試劑，避光保存）
MMA 甲基丙烯酸甲酯（使用前過堿性氧化鋁柱除去阻聚劑，現處理現用）

2. 催化劑 / 配體

CuBr（溴化亞銅，避光隔絕空氣，易氧化）
PMDETA（N,N,N',N'',N''- 五甲基二乙烯三胺，配體）

3. 溶劑

無水二氯甲烷 DCM（酰化步驟）
無水甲苯 / 無水丙酮（ATRP 聚合，優先甲苯）

4. 中和、提純試劑

三乙胺 Et?N、中性氧化鋁、冷Ether、去離子水、透析袋（MWCO 3500）

第一階段：合成大分子引發劑 mPEG-Br

配比（以 mPEG2000 為例）

n(mPEG-OH):n(BIBB):n(Et?N) = 1 : 3 : 3

干燥 250mL 兩口瓶，加入 5g 干燥 mPEG2000，溶于 80mL 無水 DCM，冰水浴 0℃攪拌
加入 1.21mL 三乙胺，攪拌 10min
緩慢滴加 1.63mL 2 - 溴異丁酰溴，全程冰水控溫，滴加 1h
滴完后撤冰浴，室溫避光反應 12h

后處理提純

反應液過濾除去三乙胺氫溴酸鹽白色沉淀
濾液濃縮至 20mL，緩慢滴入 300mL 冰Ether沉淀產物
抽濾，白色固體用冷Ether洗滌 3 次
真空室溫干燥 12h，得 mPEG-Br 大分子引發劑，-20℃避光儲存

第二階段：ATRP 聚合 mPEG-b-PMMA

投料比例（目標 PEG2k-PMMA15k，理論 DP_PMMA≈150）

n(mPEG-Br):n(MMA):n(CuBr):n(PMDETA) = 1 : 150 : 1 : 1.2

干燥 100mL 耐壓封管，依次加入：

mPEG-Br 0.5 g
除阻聚 MMA 1.44 mL
無水甲苯 15 mL

冷凍 - 抽真空 - 解凍循環 3 次（凍融脫氣，除氧氣）
氮氣保護下快速加入 CuBr 14.4 mg、PMDETA 30 μL，再次凍融 2 次除去氧
密封封管，油浴 70℃恒溫攪拌 10–16 h

終止反應

取出封管，冷水冷卻，開蓋接觸空氣氧化 Cu (I) 終止聚合

第三階段：產物分離提純（去除銅鹽、未反應單體、小分子）

稀釋：反應液加 20mL DCM 稀釋
過中性氧化鋁柱，洗脫劑 DCM，除去銅離子絡合物，濾液呈無色
旋蒸濃縮洗脫液至 10–15mL
沉淀：緩慢滴入 200mL 冰，析出白色固體
抽濾，冷Ether洗滌 2 次，除去殘留 MMA 單體
深度純化（生物醫藥用途必做）
固體溶于少量 THF，裝入透析袋 (MWCO3500)，THF 透析 24h，每 6h 更換新鮮 THF，除去低分子量均聚 PMMA
透析液濃縮，Ether重沉淀，真空干燥 24h，得純 mPEG-b-PMMA

四、核心應用場景

1. 生物醫藥

1）疏水藥物納米膠束載體包裹紫杉醇、阿霉素、姜黃素、吲哚菁綠等脂溶性藥物，提升水溶性、降低全身毒副作用、腫瘤被動靶向；載藥量可達 10%–25%2）納米成像探針內核負載油溶性熒光染料、上轉換納米顆粒、量子點，PEG 外殼保證體內長循環活體成像3）植入材料表面改性PMMA 骨科假體 / 微球表面接枝 PEG，減少蛋白吸附、降低炎癥、抑制細胞黏附4）基因遞送輔助載體與陽離子聚合物復配，改善核酸復合物水溶性與體內穩定性

2. 材料界面與涂層

抗污涂層：PMMA 錨定在塑料 / 玻璃表面，PEG 刷層實現抗蛋白、抗細胞黏附
聚合物電解質、有機膜改性、乳液聚合穩定劑

3. 高分子自組裝基礎研究

調控 PEG/PMMA 鏈段比例，制備球形膠束、棒狀、囊泡、層狀薄膜，用于納米形貌調控研究

五、產品與保存

外觀：白色至淡黃色固體粉末
儲存：-20 ℃避光干燥密封，防潮防氧化
杭州新喬生物科技有限公司可以定制各種分子量的兩嵌段，三嵌段，多臂星形聚合物。

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