聚合物材料的合成制备已得到了广泛地研究，而如何利用其独特的优势来拓展其在活体分析化学中的应用范围是人们迫切需要研究的重要基础科学问题。
在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和化学所的支持下，中国科学院化学研究所活体分析化学院重点实验室生物色谱组的科研人员经过一系列的聚合物合成制备的探索性研究，利用聚合物的环境刺激响应性能，首先制备了具有温度响应性能的嵌段聚合物荧光纳米材料，并开展了细胞内的温度变化研究；在此基础上，采用ATRP方法制备了甲基丙烯酸酯类聚合物（PGMA）修饰的磁性纳米材料，利用PGMA聚合物多反应位点的优势，将荧光染料分子及癌细胞靶向分子共同键合到此纳米材料表面，实现了癌细胞的靶向成像（Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 11543-11549；Chemistry-A European Journal, 2012, 18, 13755-13761）。
图1 基于PGMA磁性纳米材料的癌细胞成像研究
他们还采用RAFT方法制备了琥珀酰胺类聚合物（PNAS），将荧光纳米金簇及癌细胞靶向分子同时键合到PNAS链上，实现了癌细胞的靶向成像（Biosensors and Bioelectronics, 2013, 49, 249-255；Chemical Communications, 2013, DOI: 10.1039/C3CC44256J）。 这些方法对于发展聚合物及聚合物修饰的新型纳米材料的合成制备、癌细胞成像及癌细胞靶向药物控释研究的新方法具有重要的意义。
图2 基于PNAS纳米材料的癌细胞成像研究
