乙醇富集环境中Pluronic? F127的反向两亲性组装机制及其在药物递送中的应用研究

　　本文揭示了Pluronic? F127（Poloxamer 407）在高乙醇含量（90%–100%）溶剂中与传统水相环境截然不同的自组装机制：其组装行为由亲水段聚环氧乙烷（PEO）的溶解性与结晶性主导，而非疏水段聚环氧丙烷（PPO）。研究通过浊度分析、动态光散射（DLS）及1H NMR等技术证实，F127在近无水乙醇中随温度升高发生可逆的沉淀-溶解转变，且单宁酸（TA）可通过氢键作用调控PEO介导的组装动力学。该发现为乙醇基药物制剂和软材料设计提供了新思路。

　　

引言

Pluronic? F127（Poloxamer 407）是一种由疏水聚环氧丙烷（PPO）区块和两侧亲水聚环氧乙烷（PEO）区块组成的三嵌段共聚物，因其温度依赖的胶束化和凝胶化行为而被广泛应用于药物递送和多孔材料模板。尽管其在水富集或低乙醇含量（≤30%）溶剂中的自组装行为已较为明确，但在近无水乙醇（90%–100%）中的分子行为仍未被深入探索。本研究报道了一种由亲水PEO区块的溶解性和结晶性主导的反向自组装机制，而非传统水相中疏水PPO驱动的胶束化过程。

实验方法

研究使用Sigma-Aldrich提供的Pluronic? F127（M_n = 12 600 g/mol）、单宁酸（TA，M_w = 1701.2 g/mol）和分析纯无水乙醇。通过制备不同乙醇重量分数（0%–100%）的溶剂体系，采用浊度测定、动态光散射（DLS）和¹H NMR光谱等技术分析F127的溶解性、组装行为及温度响应特性。

温敏溶胶-凝胶行为

在含水乙醇溶剂（0%–30%乙醇）中，F127表现出典型的温敏凝胶化行为：随着乙醇含量增加，凝胶化温度升高，凝胶化窗口变窄。在30%乙醇中，凝胶化几乎被完全抑制，说明乙醇增强了PPO区块的溶剂化，削弱了疏水相互作用驱动的网络形成。

近无水乙醇中的溶解与组装行为

在乙醇富集环境（90%–100%）中，F127的溶解性呈现浓度依赖性：在95%乙醇以下可分子级溶解，超过该阈值则发生沉淀。沉淀是由于PEO区块脱水坍塌所致，而非PPO的疏水组装。动态光散射显示，在50%乙醇中 hydrodynamic直径降至2.0 nm，表明聚合物链完全溶剂化；而在90%乙醇中出现约90 nm的聚集体，标志着PEO–PEO相互作用主导的组装。

热行为与反向胶束结构

加热可使沉淀可逆溶解，例如25 wt% F127在98%乙醇中于35°C变为透明。然而，DLS显示透明溶液中仍存在组装结构（ hydrodynamic直径约3.4–5.3 nm），表明形成了以溶剂化PPO为外壳、坍塌PEO为内核的反向胶束结构。¹H NMR谱中PPO区块CH₃质子峰分辨率提高，进一步证实了PPO区块在乙醇中的外向取向。

单宁酸调控组装动力学

引入单宁酸（TA）——一种可与PEO形成强氢键的多酚化合物——可显著调制组装动力学。在98%乙醇中，TA的加入导致透光率迅速下降，表明TA介导的快速PEO–PEO组装；随后发生较慢的PEO驱动的颗粒间聚集。而在绝对乙醇（100%）中，PEO完全坍塌，无法与TA有效相互作用，组装行为不受TA影响。

结论

本研究揭示了Pluronic? F127在乙醇富集环境中的反向自组装机制，其由PEO区块的溶解性和结晶性控制，而非传统水相中的PPO疏水作用。该机制高度依赖于溶剂极性、温度和添加剂（如TA），为设计乙醇主导的药物制剂和软材料系统提供了关键理论基础和应用前景。