含配位基团聚合物设计合成及其响应性自组装行为研究任务书任务书1.研究背景聚合物自组装在生命科学和纳米技术领域中具有广泛的应用前景。其中，含配位基团聚合物的设计合成及其响应性自组装行为研究成为了当前的热点研究方向之一。这类聚合物以其独特的配位基团结构，在水溶液中可以通过静态或动态的自组装方式实现形态多样性，并且其自组装行为可以响应于外界环境变化，如温度、pH值、离子浓度等，从而发挥不同的功能。目前，含配位基团聚合物的研究已经涵盖了许多方面，例如合成结构的设计、自组装行为表征、环境响应性质研究等，但是还存在许多问题亟待解决，例如如何在聚合物中引入更多的响应性单位，如何通过自组装控制聚合物纳米结构等。因此，对于含配位基团聚合物的设计合成及其响应性自组装行为研究具有重要的研究价值和应用前景。2.研究目的本研究旨在针对含配位基团聚合物的设计合成及其响应性自组装行为进行深入研究，具体包括以下目标：（1）设计合成一系列具有不同响应性质的含配位基团聚合物，研究其结构和性质。（2）通过静态或动态自组装控制含配位基团聚合物的纳米结构，并探究其中的自组装机理。（3）在不同环境条件下，研究含配位基团聚合物的响应性质，并进一步了解其响应机理。（4）研究含配位基团聚合物的生物学应用潜力，例如药物传递、细胞成像等。3.研究内容（1）含配位基团聚合物的设计合成根据响应性质的要求，设计合成含配位基团聚合物，考虑引入不同种类的配位基团、功能单元和响应单元。采用合适的合成策略和分析方法对聚合物结构和性质进行表征，为后续的自组装行为研究提供基础。（2）含配位基团聚合物的自组装行为研究利用动态光散射、透射电镜等技术研究含配位基团聚合物的自组装行为，探究其自组装机理。通过调节溶剂、pH值等条件控制其自组装行为，实现含配位基团聚合物各种形态的构筑，并进一步探究其响应性质。（3）含配位基团聚合物的响应性质研究利用荧光光谱、圆二色谱、扫描电镜等技术研究含配位基团聚合物在不同环境条件下的响应性质，探究其响应机理。对于响应性质的优化提供参考和指导。（4）含配位基团聚合物的生物学应用研究通过荧光成像、细胞毒性及药物传递等实验研究含配位基团聚合物在生物学领域的应用潜力，例如用于肿瘤诊疗、生物传感等。4.研究方法（1）化学合成：采用合适的合成策略，以连接反应、自由基聚合等方法合成含配位基团的线性或星形聚合物。（2）表征分析：采用核磁共振、红外光谱、元素分析、差示扫描量热法等技术对聚合物的结构和性质进行表征分析。（3）自组装行为研究：利用动态光散射、透射电镜等技术对含配位基团聚合物的自组装行为进行分析，探究其自组装机理。（4）响应性质研究：利用荧光光谱、圆二色谱、扫描电镜等技术对含配位基团聚合物的响应性质进行分析，探究其响应机理。（5）生物学应用研究：利用荧光成像、细胞毒性及药物传递等实验研究含配位基团聚合物在生物学领域的应用潜力。5.预期成果（1）合成具有不同响应性质的含配位基团聚合物，并对其结构和性质进行表征。（2）揭示含配位基团聚合物的自组装机理，并控制其纳米结构的构筑。（3）研究含配位基团聚合物在不同环境条件下的响应性质，并进一步了解其响应机理。（4）探究含配位基团聚合物在生物学领域的应用潜力。6.参考文献[1]Liu,G.,Chen,Z.,Zhang,Y.,Zhang,R.,Liu,S.(2017).“SupramolecularConstructionofResponsiveLuminescentPolymericNanoparticleswithTailoredEmissionProperties”.AngewandteChemieInternationalEdition,56(35),10347-10351.[2]Maity,S.,Singh,A.,Maiti,P.K.(2019).“Designinghost–guestsupramolecularassemblyandstimuliresponsivebehaviorusingferrocene-appendedamphiphilicmacrocycles”.JournalofColloidandInterfaceScience,541,320-331.[3]Li,X.,Li,L.,Zhang,Z.,Su,H.,Zhu,X.,Li,J.,Huang,W.(2016).“Supramolecularself-assemblyofluminescentionicgold(i)-thiourea-cappedsupramolecularpolymer”.ChemicalCommunications,52(49),7681-7684.