聚乙醇酸（PGA）是一种简单的线性脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性、生物可降解性以及较高的机械强度，在生物医学、包装等领域有应用前景。然而，纯 PGA 的一些性能限制了其进一步应用，如亲水性较差、缺乏特异性结合位点等。通过对 PGA 进行功能化修饰，可以赋予其新的性能，拓展应用范围。功能化 PGA 在溶液或特定环境中还可能发生自组装行为，形成具有特定结构和功能的聚集体，这为开发新型材料提供了新的思路。

图：PGA结构式

一、自组装的驱动力

1. 疏水相互作用：功能化 PGA 中若含有疏水链段（如未被修饰的 PGA 主链部分），在水溶液等极性环境中，疏水链段倾向于相互聚集，以减少与水分子的接触面积，从而形成疏水核心，这是自组装的重要驱动力之一。

2. 氢键作用：功能化基团之间或功能化基团与 PGA 主链上的某些原子之间可能形成氢键。例如，引入的含有羟基、氨基等基团的功能化部分可以通过氢键相互作用，稳定自组装结构。

3. 静电相互作用：如果功能化 PGA 带有电荷（如引入了带正电或负电的基团），在适当的溶液条件下，带相反电荷的部分会通过静电相互作用发生聚集，影响自组装的形态和结构。

二、自组装形态与结构

1. 胶束：在选择性溶剂（如在水中，对于含有疏水链段和相对亲水的功能化部分的 PGA）中，功能化 PGA 可能自组装形成胶束结构。胶束通常由疏水的内核和相对亲水的外壳组成，疏水内核可以包裹疏水性化合物等物质，而亲水外壳则使胶束在水溶液中具有良好的分散性，在化合物递送领域具有潜在应用价值。

2. 纳米纤维：在特定的条件下，功能化 PGA 可以通过自组装形成纳米纤维结构。这种纳米纤维结构可能是由于分子间的强相互作用（如氢键、π-π堆积等），使得功能化 PGA 分子沿着特定方向排列并聚集而成。纳米纤维在组织工程支架等方面具有应用潜力，因为其结构与细胞外基质有一定相似性，有利于细胞的黏附、生长和增殖。

3. 囊泡：当功能化 PGA 具有合适的两亲性结构时，有可能自组装形成囊泡结构。囊泡是一种具有双层膜结构的聚集体，内部可以包裹水溶性物质，在化合物控释和生物传感器等领域有潜在应用。

三、影响自组装行为的因素

1. 功能化基团的种类和含量：不同种类的功能化基团会改变分子间的相互作用方式和强度，从而影响自组装行为。例如，引入大量亲水性 PEG 链段会使功能化 PGA 更倾向于形成以 PEG 为外壳的胶束结构，且 PEG 含量的增加可能会使胶束的尺寸增大。

2. 溶液条件：溶液的 pH 值、离子强度、温度等对功能化 PGA 的自组装行为有明显影响。例如，在不同 pH 值下，带有可离子化功能基团的 PGA 其电荷状态会发生变化，从而改变分子间的静电相互作用，导致自组装形态和结构的改变。温度的变化会影响分子的热运动和分子间相互作用的强度，进而影响自组装过程。