Synthesis and characterization of a sterically

### 合成与表征：一种利用异佛尔酮二异氰酸酯作为偶联剂的立体稳定聚电解质 #### 概述 本研究旨在合成并表征一种稳定的基因递送载体——一种聚乙二醇-共聚-聚乙烯亚胺（PEG-PEI）共聚物，通过使用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）作为偶联剂。IPDI含有两种不同的活性异氰酸基团，能够满足两步偶联反应过程中选择性偶联的需求。 #### 合成过程 1. **第一步**：在第一步中，甲氧基聚乙二醇（mPEG）（分子量为5 kDa）与IPDI的一个异氰酸基团反应形成预聚物——NCO终止的mPEG。 2. **第二步**：接下来，分支型聚乙烯亚胺（b-PEI）（分子量为25 kDa）与不同数量的NCO终止mPEG中的异氰酸基团反应，从而生成含有脲键的PEG-PEI共聚物。在这些共聚物中，PEG片段被设计为立体稳定剂，以实现复合物的立体稳定。 #### 表征方法 为了确保合成产物的准确性和可靠性，研究人员采用了多种表征手段： 1. **傅里叶变换红外光谱（FTIR）**：用于确认PEG-PEI共聚物中存在的化学键类型及其结构特征。 2. **核磁共振光谱（NMR）**：进一步验证了共聚物的结构，并提供了关于聚合物链内原子环境的详细信息。 3. **凝胶渗透色谱（GPC）**：通过分析分子量分布来确定共聚物的平均分子量及其分布宽度。 4. **差示扫描量热法（DSC）**：用于研究PEG-PEI共聚物的热性能，包括玻璃化转变温度等关键热力学参数。 5. **热重分析（TGA）**：评估了材料的热稳定性，有助于理解其在实际应用中的长期性能。 #### 结果与讨论 研究结果表明，在PEG-PEI共聚物中存在氢键相互作用和部分相容性。此外，该合成方法使得研究人员能够制备出PEG修饰度介于17.8%到82.6 wt%之间的PEG-PEI共聚物。这一新的合成流程易于优化，并且可以高产率获得所需共聚物。 #### 结论 通过利用异佛尔酮二异氰酸酯作为偶联剂，成功合成了具有高度可调PEG修饰度的PEG-PEI共聚物。这种新型载体具有良好的生物相容性和高效的基因递送能力，有望成为未来基因治疗领域的有力工具。此外，该合成方法简便易行，为大规模生产提供了可能，对于推进基因疗法的实际应用具有重要意义。