2 (2-acet-amido-2-deoxy-β-D-glucose, N-acetyl-D-glucosamine, NAG) 結 構 組 成 [6]，圖 1-1 所示。其主要來源有兩個海洋甲殼類，蝦和螃蟹，和真菌的細胞
3 (renewable)、保水性(hydrating agent)、傷口癒合(wound healing properties)、發 泡成膠性(film forming)及抗菌等。在許多領域上有所應用，可作為生醫材料(人
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1-3 聚甲基丙烯酸-2 -二甲胺乙酯之簡介
聚 甲 基 丙 烯 酸 -2- 二 甲 胺 乙 酯 poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate), PDMAEMA）為一種新型的刺激應答型高分子，屬於陽離子聚合物[10]。具 有溫度和 pH 雙重敏感性，並具有一定的強度和良好的黏彈性，如 PDMAEMA 水凝膠在較低的 pH 時（pH 3-5）處於溶脹態，在一些特殊條件下可作為緩釋 材料。PDMAEMA 分子結構單元中具有親水性的三級胺、羰基和疏水性的烷 基基團，如圖 1-4 所示。當環境溫度改變時，可造成氫鍵的形成與破壞，使 PDMAEMA 在水中的溶解性隨溫度的升高而降低。當溫度超過某一臨界點即 較低臨界溶液溫度(LCST 約 44°C)時，PDMAEMA 在水溶液中由相對舒展的 無規線團狀態轉變為非水溶性顆粒,出現相分離，使溶液產生混濁現象，如圖 1-5 所示。而 PDMAEMA 之三級胺在不同 pH 條件下質子化程度有所不同,導 致 PDMAEMA 親水/親油平衡及相轉變溫度隨 pH 改變而有所改變。有研究表 明含 PDMAEMA 的聚合物乳膠粒或水凝膠同樣具有溫度和 pH 敏感性，已在 生物醫學領域得到應用。
圖 1-4 PDMAEMA 之結構圖
圖 1-5 PDMAEMA 水溶液之 LCST 示意圖
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1-4 較低臨界溶解溫度(LCST)之簡介
溫度應答型高分子是以受到外部溫度刺激，而做出不同的行為反應並加 以研究探討。對於溫度敏感的特性，溫度應答型高分子可著重於和生物學相 關應用;藥物輸送、基因遞送和組織工程等。而溫度應答型高分子主要有兩種 基本術語， 分別為 較低臨界溶 解溫度 (Lower critical solution temperature, LCST)，以及較高臨界溶液溫度（Upper critical solution temperature, UCST）， 如圖 1-6 所示。LCST 與 UCST 分為高分子和溶劑完全混溶時，會低於或高於 臨界的溫度點，在均勻溶液中，低於 LCST 溶液為澄清狀態，高於 LCST 時，
溶液則呈現混濁現象，而 UCST 則再均勻溶液中，低於 LCST 溶液呈現混濁 狀態，高於 LCST 溶液則呈現澄清狀態，大部分的聚合物溶液皆屬於 UCST。
圖 1-6 高分子溶液之相示意圖，溫度對高分子重量分率作圖。(a)較低臨界溶 液溫度(LCST)行為 (b)較高臨界溶液溫度(UCST)行為
會產生 LCST 與 UCST 可用 Gibbs free energy ΔG =ΔH－TΔS （G：
Gibbs free energy，H：焓，S：熵）解釋相分離原因。另外，LCST 是 entropically 帶動效應，而 UCST 是 enthalpically 帶動效應[11]。而水的主驅動力是熵，
當高分子不是在水溶液中，會有較高的熵。這也被稱為疏水性效果[12]。在高 分子水溶液的情況下，LCST 還會受高分子的聚合度、分子量分佈等影響。
PDMAEMA 水溶液具有 LCST(約 40℃)，其 LCST 也會受聚合物製備、共聚 物中單體比例還有其親疏水性的影響。
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1-4-1 較低臨界溶解溫度(LCST)之測定
1999 年，Lin 團隊 [13]以 ATR/FTIR 對 PNIPAAm 做測定。提到在 ATR/FTIR 光譜中，PNIPAAm 之異丙基訊號(3000 至 2835 cm-1)，當在 LCST 以上，訊號會隨溫度上升而增強；反之而訊號減弱。這表示異丙基的疏水性 質在 LCST 以上時會較 LCST 以下的情形更加顯著，造成異丙基誘發 PNIPAAm 聚集而析出。
1997 年，Kiparissides 團隊[14]配置 9 wt％的 PNIPAAm 水溶液，並利用 UV-vis 分光光度計(UV-vis)穿透度方法，以 0.2 ℃/min 之升溫速率實驗測量 LCST，並定義穿透度減 10％為 PNIPAAm 水溶液之 LCST，如圖 1-7 所示。
該團隊發現在以 0.2 ℃/min 之冷卻速率下降溫至初始溫度時，穿透度會較原 始未經量測前的穿透度高。這歸因於聚合部分尺寸較使用波長小所造成之偏 差，亦顯示使用 UV-vis 潛在的問題。
圖 1-7 不同升溫速率下 PNIPAAm 之 UV-vis 圖
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