中文摘要：

本课题以废弃羊毛为原料提取角蛋白，利用角蛋白中的半胱氨酸上的巯基，通过"thiol-ene"点击化学反应合成功能性的角蛋白接枝共聚物，并对接枝共聚物的结构进行调控。采用NMR、FTIR、GPC、元素分析等研究接枝共聚物的化学结构和性能。研究接枝共聚物的接枝密度、支链长度和支链的化学结构与性能的关系。研究角蛋白接枝共聚物在选择性溶液中的自组装行为，考察接枝密度、支链长度和支链化学结构对接枝共聚物的自组装行为和组装体性能的影响。探讨角蛋白接枝共聚物组装体的载药和控制释放行为及其共聚物的结构对载药和控释行为的影响。采用放射性核素和靶向活性分子对接枝共聚物进行标记和修饰，初步进行细胞试验和动物实验，筛选药物控释体系。通过本项目研究，可以拓展角蛋白的应用领域和应用范围，为有效利用废弃角蛋白材料提供科学依据和理论基础。

结论摘要：

本工作以废弃羊毛为原料提取角蛋白，利用角蛋白中的半胱氨酸上的巯基，通过"thiol-ene"点击化学反应，直接合成角蛋白接枝共聚物或引入原子转移自由基聚合物引发位点，通过ATRP合成功能性的角蛋白接枝共聚物。在本工作中通过"thiol-ene"反应合成了角蛋白接枝聚氧乙烯和角蛋白接枝聚（N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺)共聚物。通过"thiol-ene"反应，合成了角蛋白ATRP大分子引发剂，进而通过ATRP合成了角蛋白接枝聚（甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯)和角蛋白接枝聚（N-异丙基丙烯酰胺)共聚物。通过NMR、FTIR、元素分析、DLS、电导率等方法对接枝共聚物的结构和性能进行了表征。研究了上述角蛋白接枝共聚物的组装行为、组装体的结构及其刺激响应性。所合成的接枝共聚物生物相容性好，基本没有细胞毒性。角蛋白接枝共聚物的可以组装成角蛋白为核、接枝支链为壳的组装体。组装体可以通过角蛋白主链剩余的巯基，可以通过氧化形成双硫键而使核交联，得到稳定的角蛋白接枝共聚物组装体。角蛋白接枝共聚物组装体可以作为药物载体，高效地负载阿霉素。接枝共聚物中角蛋白的含量越高，阿霉素的负载量越大。所负载的阿霉素在生理环境，如谷胱甘肽（GSH）、胰蛋白酶等具有响应性释放行为，实现所负载阿霉素的靶向释放。体外细胞内吞实验结果表明，载药胶束可以有效的被细胞核内吞，并且其负载DOX在较高的GSH浓度下释放较快。 通过巯基链转移反应，对羊毛进行表面接枝改性，制备了羊毛接枝丙烯基偕胺肟（W-g-PAO）。研究了W-g-PAO对水体中的阴阳重金属离子的吸附性能。发现W-g-PAO吸附过程符合非线性二级动力学和Langmiur热力学模型，对各种离子均具有较大的饱和吸附量，且具有一定选择性，吸附能力Hg2+ > Pb2+ > AsO2– > AsO43– > Cd2+。研究了W-g-PAO对Fe3+和F–离子的协同吸附作用。F–离子在Fe3+/W-g-PAO上的吸附是通过竞争配位的机制进行的，3个F–离子会取代胺肟基团上3个羟基与Fe3+形成三个配位键，而三个氨基与Fe3+离子仍保持三个配位键。当先将Fe3+与F–形成稳定配合物后再用W-g-PAO材料对其进行吸附时，可以有效的提高F–离子的吸附能力，并有效阻止Fe3+还原为Fe2+。