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我们介绍了PDA的制备方法和聚合机理，这期我们来讲讲PDA的理化特性和应用哟~

理化特性

作为一种受蚌类启发而发现的聚合物，PDA显示出许多与其化学结构和组成密切相关的重要性能，在各种研究领域有重要的应用。这些特性包括高粘附性、化学反应性、光热效应和生物相容性。

（1）高粘附性和化学反应性。PDA的化学组成有两个主要特征：伯胺和仲胺含量高，邻苯二酚(3,4-二酚)含量高。这两种功能基团的共存有助于PDA的高黏附性。这种强大的粘附性使得PDA薄膜可以附着在几乎所有类型的有机和无机材料表面，包括贵金属、半导体、金属氧化物和聚合物，并且不受大小和形状限制。此外，PDA涂层可以作为与其他化合物进行二次反应的桥梁。如，具有亲核官能团的分子，如硫醇和胺，可以通过席夫碱反应或迈克尔加成结合到PDA表面。由于其通用性和简便性，这一原理已被广泛应用于将不同功能物种(如生物大分子和长链分子)固定在不同类型的基质上。此外，PDA可以与几乎所有的过渡金属和放射性同位素结合。因此，通过金属离子与PDA的氧原子或氮原子螯合，可以将一些有用的金属离子和放射性同位素固定在PDA薄膜上，使这些材料具有成像对比性能或在放射性同位素治疗癌症方面的应用能力。PDA的这种特性也可用于去除水中的重金属(Pb2+、Hg2+、Cu2+和Cr6+)。药物分子，如阿霉素(DOX)，可以通过π-π堆积或氢键相互作用附着在PDA表面，从而提供药物传递系统。

（2）光热转化能力。对于光热治疗(Photothermaltherapy，PTT)，在近红外区域(-nm)有吸收的材料更有临床应用潜力，因为这种材料可以使光穿透更深的生物组织，且散射相对较低。PDA能够有效地吸收并将近红外光能转化为热能，是一种理想的光热剂。PDA具有40%的优良光热转换效率，远高于碳基纳米材料、铜基纳米粒子、金基纳米粒子和有机聚合物等。据报道，PDA纳米粒能够在不损害健康组织的情况下有效地杀死癌细胞，抑制肿瘤增殖。由于PDA具有较强的近红外吸收能力和较高的光热转换效率，并且易于进行表面修饰，因此可以将PTT与其他类型的治疗结合起来，以设计和制作多功能的协同治疗平台。

（3）生物相容性和内体逃逸。PDA是一种天然存在于生物体中的物质，广泛分布于人体和其他生命系统中，在生物医学领域具有广阔的应用前景。研究人员在金纳米粒子上包裹了PDA壳(GNP

PDA)，实验表明，GNP

PDA对HepG2细胞无明显的细胞毒性。体内治疗后，对小鼠主要器官(肝、脾、肾)无现明显的损伤。这表明PDA涂层具有良好的生物相容性。此外，GNPs

PDA不仅存在于溶酶体中，也存在于胞质中，说明GNPs

PDA可以部分逃离溶酶体/核内体。这可能是由于PDA壳上存在较多的氨基基团，由于质子海绵效应导致内体逃逸。这一特性使PDA成为一个很有前途的运输平台，它可以帮助将多种货物运输到细胞质中，如抗癌药物和siRNA。

PDA的应用

１.PDA纳米粒

在碱性条件下，根据不同的尺寸要求或特定的应用，可通过多种方法制备PDA纳米粒子。通过调节溶剂、pH、反应时间和DA浓度等因素，可以制备出50～nm的PDA纳米颗粒。然而，制备相对较小的PDA纳米粒(50nm)是相对困难的。研究人员利用一种反相微乳液法，在表面活性剂存在的情况下进行PDA聚合，得到了直径为25～43nm的PDA纳米粒子。通过改变乳液中DA单体的加入量，可以调节PDA纳米粒子的直径。由于PDA表面具有吸附能力和各种活性官能团(胺基和羟基)，PDA纳米颗粒可以作为核，各种聚合物和功能物种可以组装为壳，从而提供核壳纳米复合材料的特定应用(图三）。

图三，(Ａ)PDANPs合成工艺示意图。(Ｂ)PDANPs的透射电镜。(Ｃ)PEG-Fe-PDANPs的透射电镜照片。

2.PDA表面修饰

不同材料的表面修饰对于改善材料的性能、扩大材料的应用具有重要作用。PDA涂层被发现之前，LBL组装、自组装单分子层(SAM)和等离子体处理是表面修饰化学的三大主导策略。与其他表面修饰方法相比，PDA修饰的表面范围更广，包括大多数贵金属和金属氧化物以及表面能较低的材料(碳纳米管、石墨烯、PS等)。Fe3O4是PDA表面修饰中最常用的金属氧化物之一。由于Fe3O4的固有磁性，PDA修饰的Fe3O4纳米粒子可以很容易地被外部磁场收集和纯化。这些纳米粒子在磁引导治疗的纳米医学中显示出潜在的应用前景(图四）。将PDA薄膜装饰在不同材料上，不仅提高了材料的溶解性和稳定性，还使它们成为多功能的智能平台。由于PDA薄膜可以作为一种连接剂，各种功能分子，如抗癌药物和造影剂可以引入到材料表面。

图四，(A)PDA包裹Fe3O4纳米粒示意图。(B)Fe3O4

PDA纳米粒透射电镜图。(C)Fe3O4

PDA纳米粒中PDA厚度为10.4nm。

通过DA的自聚合可以得到PDA。通过调节反应条件，如溶剂、氧化剂、pH值和DA浓度，可以调节PDA大小、形状和形态。PDA具有非常强大的粘附能力，可以在大多数固体材料表面形成膜。PDA的材料具有许多引特性，包括与含巯基或含胺基团的席夫碱或迈克尔加成反应，具有较高的化学反应活性、良好的金属配位能力、优良的生物相容性和生物降解性、以及出色的光热转换能力。对这些特性的深入探究，衍生了更多的PDA涂层策略和纳米医学领域中的应用，如生物传感、生物成像、癌症治疗和抗菌。本文讲述了PDA的合成方法、性能、纳米结构、表面修饰和生物医学应用，有助于促进PDA快速发展和进一步研究。

（来源：创化科技服务，有删减）

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