Polyglycidol—how is it synthesized and what is it used for?

• Autorzy: Dworak A. , Slomkowski S. , Basinska T. , Gosecka M. , Walach W. , Trzebicka B.

Warianty tytułu

PL

Poliglicydol — synteza i zastosowanie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a short review on the synthesis and properties of polyglycidol (PGL) and its derivatives and on selected medical applications of polyglycidol-containing materials. These materials are often used in the fabrication of medical diagnostic tests and biosensors as well as in bioseparation, biocatalysis and drug delivery systems. Various methods for the polymerization of glycidol (cationic, anionic) are described. Regardless of the synthesis method, each glycidol polymerization process yields branched macromolecules. However, glycidol with protected hydroxyl group can be anionically polymerized, which yields linear polyglycidol after deprotection of the hydroxyl groups. Modifications of the polyglycidol hydroxyl side and end groups and the syntheses of polyglycidol-containing copolymers with various architectures are discussed. A macromonomer, the polyglycidol derivative, -tert-butoxy- -vinylbenzyl-polyglycidol was used as a surfmer in emulsion polymerization of styrene in water. This synthesis method produces core-shell microspheres [P(S/PGL)] that possess a very low (usually less than 1.06) diameter dispersity parameter D_w/D_n (where D_w and D_n denote the weight and number average diameters, respectively). The relationships between the concentration of macromonomer in the polymerization mixture and the concentration of polyglycidol in the particle interfacial layer, final particle diameters and the suitability of the particles for binding biomolecules are discussed. Selected applications of the polyglycidol macromonomer and P(S/PGL) microspheres for the preparation of some materials are described.

PL

Artykuł stanowi krótki przegląd metod syntezy i właściwości poliglicydolu (PGL) oraz jego pochodnych a także opisuje wybrane zastosowania medyczne materiałów z ich udziałem. Materiały takie są wykorzystywane często do wytwarzania diagnostycznych testów medycznych i biosensorów, jak również w bioseparacji, biokatalizie i systemach dostarczania leków. Omówiono kationową i anionową metodę polimeryzacji glicydolu. Niezależnie od sposobu jej przeprowadzenia, uzyskuje się produkt o rozgałęzionej strukturze łańcucha. Liniowe polimery glicydolu mogą być natomiast otrzymane w wyniku anionowej polimeryzacji glicydolu zawierającego zablokowaną grupę hydroksylową, po przeprowadzeniu deprotekcji. Przedstawiono sposób modyfikacji końcowych oraz bocznych grup hydroksylowych poliglicydolu oraz syntezę kopolimerów glicydolu o różnej architekturze makrocząsteczki. Opisano zastosowanie makromonomeru a-tert-butoksy-w-winylobenzylo-polyglycidolu jako surfmeru w emulsyjnej polimeryzacji styrenu w wodzie. W taki sposób wytworzono mikrosfery [P(S/PGL)] typu rdzeń-otoczka (core-shell) o bardzo małej (zwykle poniżej 1,06) dyspersji rozmiarów D_w/D_n (gdzie D_w i D_n oznaczają, odpowiednio, liczbowo średnią i wagowo średnią średnicę mikrosfer). Przedstawiono zależności pomiędzy stężeniem makromonomeru w mieszaninie reakcyjnej a stężeniem poliglicydolu w granicznej warstwie cząstek, ostatecznym rozmiarem powstających cząstek oraz przydatnością tak otrzymanych mikrosfer do wiązania związków biologicznych. Opisano także wybrane sposoby wykorzystania makromonomeru poliglicydolowego oraz uzyskanych mikrosfer P(S/PGL) do syntezy materiałów do zastosowań biomedycznych.

Słowa kluczowe

EN

polyglycidol; macromonomer; microspheres; surfmer; diagnostic tests

PL

poliglicydol; makromonomer; mikrosfery; surfmer; testy diagnostyczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 58, nr 9
• Strony: 641--649
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys. wykr.

Twórcy

autor

Dworak A.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials, 34 M. Curie-Sklodowskiej Street, 41-800 Zabrze, Poland.

autor

Slomkowski S.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Molecular and Macromolecular Studies, 112 Sienkiewicza Street, 90-363 Lodz, Poland

autor

Basinska T.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Molecular and Macromolecular Studies, 112 Sienkiewicza Street, 90-363 Lodz, Poland

autor

Gosecka M.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Molecular and Macromolecular Studies, 112 Sienkiewicza Street, 90-363 Lodz, Poland

autor

Walach W.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Polymer and Carbon Materials, 34 M. Curie-Sklodowskiej Street, 41-800 Zabrze, Poland

autor

Trzebicka B.

• Polish Academy of Sciences, Centre of Molecular and Macromolecular Studies, 112 Sienkiewicza Street, 90-363 Lodz, Poland

Bibliografia

• 1. Boileau S.: Compr. Polym. Sci. Suppl. 1989, 3(32), 467.
• 2. Kubisa P.: Polym. Sci.: Comp. Ref. 2012, 4, 141.
• 3. Brocas A.-L., Mantzaridis Ch., Tunc D., Carlotti S.: Prog. Polym. Sci. 2013, 38, 845.
• 4. Penczek S., Kubisa P., Matyjaszewski K.: Adv. Polym. Sci. 1985, 68/69, 52.
• 5. Kubisa P., Penczek S.: Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 1409.
• 6. Tokar R., Kubisa P., Penczek S., Dworak A.: Macromolecules 1994, 27(2), 320.
• 7. Dworak A., Wałach W., Trzebicka B.: Macromol. Chem. Phys. 1995, 196, 1963.
• 8. Sunder A., Hanselmann R., Frey H., Mülhaupt R.: Macromolecules 1999, 32, 4240.
• 9. Hölter D., Burgath A., Frey H.: Acta Polym. 1997, 48, 30.
• 10. Kautz H., Sunder A., Frey H.: Macromol. Symp. 2001, 163, 67.
• 11. Wilms D.,Wurm F., Nieberle J., Boehm P., Kemmer-Jonas U., Frey H.: Macromolecules 2009, 42, 3230.
• 12. Erberich M., Keul H., Moeller M.: Macromolecules 2007, 40, 3070.
• 13. Libera M., Trzebicka B., Kowalczuk A., WałachW., Dworak A.: Polymer 2011, 52, 250.
• 14. Libera M.,WałachW., Trzebicka B., Rangelov S.,Dworak A.: Polymer 2011, 52, 3526.
• 15. Vandenberg E. J.: J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. 1985, 23, 915.
• 16. Taton D., Le Borgne A., Sepulchre M., Spassky N.: Macromol. Chem. Phys. 1994, 195, 139.
• 17. Haouet A., Sepulchre M., Spassky N.: Eur. Polym. J. 1983, 19, 1089.
• 18. Dimitrov Ph., Hasan E., Rangelov S., Trzebicka B., Dworak A., Tsvetanov Ch. B.: Polymer 2002, 43, 7171.
• 19. Klajnert B.,Wałach W., Bryszewska M., Dworak A., Shcharbin D.: Cell Biol. Int. 2006, 30, 248.
• 20. Utrata-Wesołek A., Oleszko N., Trzebicka B., Anioł J., Zagdańska M., Lesiak M., Sieroń A., Dworak A.: Eur. Polym. J. 2013, 49, 106.
• 21. Dworak A., Baran G., Trzebicka B.,WałachW.: React. Polym. 1999, 42, 31.
• 22. Dworak A., Panchev I., Trzebicka B., Wałach W.: Macromol. Symp. 2000, 233.
• 23. Halacheva S., Rangelov S., Tsvetanov Ch.: J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1899.
• 24. Wałach W., Trzebicka B., Justyńska J., Dworak A.: Polymer 2004, 45, 1755.
• 25. Dworak A., Wałach W.: Polymer 2009, 50, 3440.
• 26. Dworak A., Trzebicka B., Utrata A., Wałach W.: Polym. Bull. 2003, 50, 47.
• 27. Jamróz-Piegza M., Utrata-Wesołek A., Trzebicka B., Dworak A.: Eur. Polym. J. 2006, 42, 2497.
• 28. Dworak A., Trzebicka B., Wałach W., Utrata A.: Polimery 2003, 48, 484.
• 29. Petrov P., Utrata-Wesołek A., Trzebicka B., Tsvetanov Ch. B., Dworak A., Anioł J., Sieroń A.: Eur. Polym. J. 2011, 47, 981.
• 30. Namboodiri V. V., Varma R. S.: Tetrahedron Letters 2002, 43, 1143.
• 31. Mendrek A., Mendrek S., Trzebicka B., Kuckling D., Wałach W., Adler H.-J., Dworak A.: Macromol. Chem. Phys. 2005, 206, 2018.
• 32. Dworak A., Panchev I., Trzebicka B.,Wałach W.: Polym. Bull. 1998, 40, 461.
• 33. Rosen S. L.: „Fundamental principles of polymeric materials”, 2 nd. ed., New York, NY, USA, Wiley-Interscience 1993.
• 34. Sajjadi S.: Langmuir 2007, 23, 1018.
• 35. Basinska T., Slomkowski S., Dworak A., Pantchev I., Chehimi M. M.: Colloid Polym. Sci. 2001, 279, 916.
• 36. Basinska T., Slomkowski S., Kazmierski S., Chehimi M. M.: Langmuir 2008, 24, 8465.
• 37. Griffette N., Dybkowska M., Glebocki B., Basinska T., Connan C., Maitre A., Chehimi M. M., Slomkowski S., Mangeney C.: Langmuir 2010, 26, 11 550.
• 38. Basinska T., Slomkowski S., Kazmierski S., Dworak A., Chehimi M. M.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2004, 42, 615.
• 39. Basinska T.: J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2001, 12, 1359.
• 40. Basinska T., Slomkowski S.: „Antigen-antibody interactions detected by quasi-elastic light scattering and electrophoretic mobility measurements—a new concept for latex immunodiagnostic test” in „Colloidal nanoparticles in Biotechnology” (Ed. Elaissari A.), JohnWiley and Sons, Inc. Hoboken, New Jersey 2008, ch. 4, pp. 95—115.
• 41. Basinska T., Slomkowski S., Miksa B.: Polym. Adv. Technol. 2002, 13, 906.
• 42. Gam-Derouich S., Gosecka M., Lepinay S., Turmine M., Carbonnier B., Basinska T., Slomkowski S., Millot C.-C., Ali Othmane, Hassen-Chehimi D. B., Chehimi M. M.: Langmuir 2011, 27, 9285.
• 43. Basinska T., Wisniewska M., Chmiela M.: Macromol. Biosci. 2005, 5, 70.