Учебно-методический комплекс Ташкент 019 Содержание Titul Namunaviy dastur 6

стимул-чувствительные полимеры и их значение в фармакологии

«Умные» (стимул-чувствительные) полимеры - это полимеры, реагирующие на небольшие изменения в окружающей среде (рН, температура, электрическое или магнитное поле и др.). К таким полимерам принадлежат производные полиакриламида (наиболее известный – поли-N-изопропил­акрил­амид, поли-N-винилкапролактам, поливиниловый эфир, производныe полиметакрилоил-L-аланина и др. Макромолекулы этих полимеров в водном растворе претерпевают фазовый переход первого рода, происходящий по кооперативному механизму (развернутый клубок ==> компактная глобула), подобный денатурации белков.

1. Водорастворимые СЧ-полимеры

СЧ-водорастворимые полимеры и гидрогели способны обратимо реагировать на незначительные изменения свойств среды (pH, температура, ионная сила, присутствие определенных веществ, освещенность, электрическое поле), причем реакция системы легко видна невооруженным глазом (образование новой фазы в гомогенном до этого растворе, резкое набухание или сжатие гидрогеля).
Привлекательность подобных систем для биотехнологии и медицины очевидна. Нагревание/охлаждение на несколько градусов или небольшие изменения рН могут быть осуществлены быстро и легко, а это позволяет обратимо и многократно переходить от гомогенной системы к гетерогенной, изменять в десятки раз степень набухания гидрогелей. Такие системы уже находят практическое приме­нение для выделения и очистки биологически активных веществ и иммобилизации биокатализаторов. Они могут быть использованы для контролируемого выделения лекарственных веществ, в биосенсорах, для моделирования про­цессов регуляции в живой клетке, связанных с фазовыми переходами в мембранах.
Продемонстрированы приводимые в движение гелем микромотор, или машущее крыло, «жук» из геля, взбираю­щийся по наклонной плоскости, «палец» из геля, сгибаю­щийся и разгибающийся на воздухе.
Чтобы полимерная система стала способной сильно реагировать на небольшие изменения внешней среды, в ней должен происходить фазовый переход первого рода, сопровождающийся резким уменьшением удельного объема макромолекулы. Теоретические основы подобных процессов были заложены Флори. Одним из основных условий про­явления критических явлений в набухших полимерных сет­ках, или линейных макромолекулах является наличие «пло­хого» растворителя. В таком растворителе силы притяжения между сегментами полимерной цепи могут преодолеть силы отталкивания, связанные с исключенным объемом, что при­ведет к коллапсу полимерной цепи.

2.