中文摘要：

本项目针对聚合物在药物载体、基因传输和生物检测等领域的应用，进行环境响应性高分子的设计与精密合成。发展环境响应性高分子新的、高效合成方法，对聚合物的拓扑结构、响应/功能基团的数量和嵌入位点等进行精确控制；利用可控聚合、迈克尔加成聚合和高效键合反应等方法合成具有不同拓扑结构的多重环境响应性高分子，研究在环境刺激下聚合物链结构、分子间的相互作用等响应变化导致的高分子高级结构的变化，获得拓扑结构对环境响应性的影响规律。探索利用多重响应性的协同效应探测复杂环境中微小变化的方法，设计并合成能够对复杂、弱信号做到选择性、灵敏响应的聚合物，并研究其在生物医药领域的应用。本项目的成果将有助于解决环境响应性聚合物在生物医药等领域的应用中存在的问题，对响应性聚合物从分子设计、合成到生物医学应用进行连续调控和优化，制得与生物相似或超越生物现有功能的多种拓扑结构聚合物，实现其在生物医药领域的应用。

结论摘要：

环境响应性聚合物在基因治疗、药物控制释放、生物检测等领域有广泛的应用，这些需求的满足直接依赖于生物医用功能高分子材料多级结构的精确控制和生物响应功能的特殊设计。目前合成高分子的环境响应性等性能与生物分子相比，还有较大的差距。我们发展了新的合成方法对环境响应性聚合物的拓扑结构进行控制，通过一种简便而有效的途径在聚合物生成后可以改变聚合物拓扑结构，实现聚合物从线形—超支化—可逆交联—线形的转变；制得了具有新型拓扑结构的聚合物，如由超支化分子“珍珠”组成的“珍珠链结构”；通过太阳光照射下的聚合反应制备超支化聚合物，无需任何催化剂和引发剂。对聚合物链长、响应/功能基团的数量和嵌入位点、结构单元的排列顺序等实现精确控制，通过非荧光单体的聚合制备强荧光聚合物，研究了聚合物的发光机理；发展了几种新的多组分反应，并用于合成序列规整聚合物。制备了能对环境差异做出精确响应的聚合物，通过迈克尔加成聚合制得了一种紫外光诱导的自解体超支化聚合物，这种聚合物具有多重环境响应性，用这种聚合物作为基因载体，紫外光照射可以提高其基因转染效率；合成了一种新型氧化还原响应性两亲性嵌段共聚物，能够作为对肝癌细胞具有特异性靶向性的药物和基因载体；利用含有二硫键的多响应性超支化聚合物在加热时可发生自交联的特点，不需要另外加入交联剂，可以通过一锅法来制备生物可降解的纳米凝胶。本项目的成果将有助于解决环境响应性聚合物在生物医药等领域的应用中存在的问题，实现其在生物医药领域的应用。