扫描式微量热仪（Micro DMC-1）：P123嵌段共聚物水溶液的热致胶束化行为

温敏性高分子材料在药物递送、智能响应材料和生物医学等领域具有广阔的应用前景。其中，PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物（通常称Pluronic P123）是一类典型的温敏性两亲性嵌段共聚物，由亲水性聚环氧乙烷（PEO）末端嵌段和疏水性聚环氧丙烷（PPO）中间嵌段组成。这类共聚物在水溶液中能够随温度变化发生自组装，形成胶束乃至发生球形胶束向棒状胶束的形貌转变¹。更重要的是，嵌段共聚物的胶束化过程伴随着热吸收和热容变化，与球状蛋白质变性过程中的构象变化具有相似的热力学特征。因此，Pluronic P123共聚物常被用作研究蛋白质去折叠和聚集过程的简化模型体系。

差示扫描量热法（DSC）是研究这类温敏性相变行为的有力工具。然而，常规DSC在面对稀溶液中高分子构象变化所产生的微弱热信号无法准确捕捉。Micro DMC扫描式微量热仪凭借其超高灵敏度，能够精确捕捉稀溶液中大分子结构变化引起的热流变化，为揭示温敏聚合物的相变机理提供了关键的热力学信息。本文以Pluronic P123水溶液的热诱导动态相变研究为例，展示Micro DMC在温敏聚合物相变表征中的应用价值。

图1 中科热仪Micro DMC-1型扫描式微量热仪（-20~120℃）

本实验采用中科热仪的Micro DMC-1型扫描式微量热仪，是一种以超高灵敏度的帕尔贴元件包围量热池的热流型扫描式微量热仪。通过帕尔贴控温组件对导热介质进行加热或制冷，兼具恒温及温度扫描两种工作模式，为不同类型的量热实验提供所需的温度环境。此外，帕尔贴作为热流测量单元，具有更低的热流探测极限，仅需少量样品、低速扫描，即可有效研究目标反应，为生物医药、材料科学等领域提供了更广阔的分析可能。

图2 Micro DMC-1型扫描式微量热仪剖面图

仪器的核心优势：

• 高灵敏度帕尔贴元件，大幅降低热流探测极限，适用于微量样品研究；

• 通过实时参比差示，有效抵消环境引起的热流基线扰动，确保检测信号准确可靠；

• 独特的模块结构保证了量热模块内部优异的温度一致性与可控性，为各类实验提供稳定、均匀的温度环境；

• 采用循环导热介质精确控温，不仅能够实现恒温和温度扫描双模式工作，还能使基线快速达到稳定状态。

技术参数：

1.实验条件

测试仪器：中科热仪Micro DMC-1型扫描式微量热仪

实验样品：质量浓度为5mg/mL的P123水溶液

样品池类型：密封标准池

温控设置：升降温扫描范围5℃→80℃→5℃，1℃/min

2.实验结果

图3 P123溶液升温-降温热流曲线

在升温过程中，P123水溶液的热流曲线上出现两个明显的吸热峰。第一个吸热峰（~23.2℃）对应P123单体从溶液中聚集形成核-壳结构球形胶束的过程，表明该过程为熵驱动，疏水PPO链段之间的疏水相互作用导致体系熵增加，从而吸收热量。第二个吸热峰（~46.6℃）较为微弱，对应球形胶束向棒状胶束的形貌转变。上述两步连续相变与文献报道一致¹。

与升温过程不同，降温过程中的热流曲线呈现双峰放热特征，说明胶束的组装与解离过程并非简单的可逆过程。文献¹中结合动态散射（DLS）对胶束粒径分布的分析，提出的P123胶束逐步解离溶解机理与实验结果相吻合。温度降低首先引发棒状胶束向球形胶束的转变，第一个放热峰（~24.5℃）对应球形胶束的碎裂放热过程，第二个放热峰（~22.8℃）对应核-壳结构的溶解，胶束解离为单体。