聚甲基丙烯酸/碳纳米管杂合水凝胶的制备、结构及溶胀性研究

通过自由基交联聚合的方法制得了新型的聚甲基丙烯酸/多壁碳纳米管(PMAA/MWCNT)杂合水凝胶。研究了碳纳米管含量对水凝胶的结构与溶胀性能的影响。实验结果表明,通过调节MWCNT的含量,可以使得PMAA/MWCNT杂合水凝胶表现出了更高的膨胀性和更强的pH敏感性。     

第三单体结构对温敏水凝胶相转变温度的影响

采用乳液聚合法,以N异丙基丙烯酰胺为温敏性主单体,大分子双烯化合物为交联剂,过硫酸铵为引发剂合成温敏性水凝胶。加入疏水性丙烯酸酯类第三单体以调节温敏性水凝胶的低临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST),用不同温度下温敏性水凝胶的粒径变化表征其相转变行为。结果表明:加入疏水性丙烯酸酯类单体能够有效调节温敏性水凝胶的LCST,且质量分数越高则温敏性水凝胶的LCST越低;丙烯酸酯上的α甲基存在与否对温敏性水凝胶体系的LCST无显著影响;丙烯酸酯类结构上的R基对体系的LCST有显著影响,且R基上碳链越长,LCST降低越多;同时,R基的异构化对降低LCST也表现出明显的差异,其中直链烷基可更有效地降低LSCT,而仲碳结构、叔碳结构对降低LCST的作用依次减弱。     

羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价

以丙烯酸(AA)和羧甲基壳聚糖(CMC)为单体,通过热引发自由基接枝共聚反应,制备了一种新型pH敏感的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMC-g-PAA)水凝胶。FT-IR结果表明成功实现了聚合反应,溶胀性实验表明CMC-g-PAA水凝胶具有明显的pH敏感性。以胰岛素(INS)为模型药物,将其负载到CMC-g-PAA水凝胶中,得到了载药量为216.5mg/g的载药凝胶。体外释放曲线表明:在pH值为1.2的条件下,2h后INS的累计释放量为(16.3±2.6)%;在pH值为7.4的环境中,2h后INS的累计释放量达到(57.2±3.5)%。说明载药凝胶可以在肠道环境中靶向释放INS,避免INS被胃酸和胃蛋白酶破坏。动物实验结果表明,负载INS水凝胶具有良好的降血糖效果。CMC-g-PAA水凝胶与Caco-2细胞共同培养,细胞存活率接近100%,表明水凝胶对Caco-2细胞没有细胞毒性。CMC-g-PAA水凝胶在蛋白或多肽类药物定位递送方面具有优良的应用前景。     

PDMAA/Clay纳米复合水凝胶的制备与性能

以无机黏土为交联剂,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了新型的聚N,N ＇-二甲基丙烯酰胺/黏土(PDMAA/Clay)纳米复合水凝胶,作为对比,采用过硫酸钾(KPS)为引发剂制备了相对应的水凝胶.对两种纳米复合水凝胶的结构、形态、溶胀行为和力学性能等进行了研究.试验表明,黏土的结晶结构均已被破坏,黏土规整的片层被剥离并在凝胶中无序分布,起到交联剂的作用.随着黏土含量的增加,水凝胶的溶胀速率和溶胀度降低.采用AIBN制备的PDMAA/Clay水凝胶具有更好的韧性及更高的断裂强度,其断裂伸长率可达1 800％以上,而KPS制备的水凝胶的断裂伸长率在1 200％左右.     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的微波合成及其药物控释性研究

用微波引发合成了聚N-异丙基丙烯酰胺,并制成整体型释放器,对非水溶性药物阿昔洛韦在不同温度响应时的药物缓释行为进行了研究.     

壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的流变学及其pH响应性能研究

利用壳聚糖与氧化石墨烯之间的静电作用力,制备出了具有p H响应的壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶体系.运用扫描电镜、X射线衍射、紫外可见光谱和红外光谱对复合水凝胶的微观内部结构与形成机理进行了分析探索.结果表明,壳聚糖与氧化石墨烯的最佳用量比为1:6时,能形成十分稳定的凝胶.此外,这种凝胶表现出明显的p H响应特性.当体系p H在4.98时,复合水凝胶具有最高的粘度1060Pa·s,远高于同浓度的单独壳聚糖与氧化石墨烯溶液,但p H改变后,凝胶粘度均会变小.这种复合凝胶体系不仅制备简便,而且具有p H响应性能,可望扩展石墨烯凝胶材料在生物领域中的应用范围.     

壳聚糖/海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物控释中的应用

以戊二醛(GA)为交联剂,壳聚糖作为聚阳离子组分,海藻酸钠作为聚阴离子组分,制备了壳聚糖(CS)海藻酸钠(SA)水凝胶。探讨了改变溶液的pH值和交联剂用量等条件对两种水凝胶溶胀性能的影响。交联剂含量、pH对CS-SA水凝胶溶胀率的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀率远大于碱性条件下的溶胀率,包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BSA)释放随载药介质的pH值的变化而显著不同,pH值为1.0条件下载药的水凝胶释药率大于pH值为7.4,9.18条件下的释药率。     

Redox modulated hydrogelation of a self-assembling short peptide amphiphile

Hydrogels resulting from the self-assembly of small peptides are smart nanobiomaterials as their nanostructuring can be readily tuned by environmental stimuli such as pH,ionic strength and temperature,thereby favoring their practical applications.This work reports experimental observations of formation of peptide hydrogels in response to the redox environment.Ac-I 3 K-NH 2 is a short peptide amphiphile that readily self-assembles into long nanofibers and its gel formation occurs at concentrations of about 10 mmol/L.Introduction of a Cys residue into the hydrophilic region leads to a new molecule,Ac-I 3 CGK-NH 2,that enables the formation of disulfide bonds between self-assembled nanofibers,thus favoring cross-linking and promoting hydrogel formation.Under oxidative environment,Ac-I 3 CGK-NH 2 formed hydrogels at much lower concentrations(even at 0.5 mmol/L).Furthermore,the strength of the hydrogels could be easily tuned by switching between oxidative and reductive conditions and time.However,AFM,TEM,and CD measurements revealed little morphological and structural changes at molecular and nano dimensions,showing no apparent influence arising from the disulfide bond formation.     

海藻酸-羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及对蛋白药物释放的探讨简

以牛血清白蛋白（BSA）为模型药物,制备了海藻酸-羧甲基壳聚糖（CMCS）/聚乙烯醇（PVA）复合水凝胶,考察了海藻酸水凝胶微球的粒径和微球在水凝胶基质中的分散性,分析了复合水凝胶基质的结构、溶解分数以及水凝胶在不同pH值下的溶胀率和药物释放。结果表明,药物的累积释放率（犆R）随pH值的升高而升高,当pH值为1．2时CR 为32％,当pH值为6．8时犆R 为53％,当pH值为8．0时CR 达到70％,表明该复合水凝胶的释药性能受pH值的影响较大。     

Gelation and swelling behavior of oxidized konjac glucomannan/chitosan hydrogel

The gelating and swelling mechanisms of the hydrogel formed from oxidized konjac glucomannan (OKGM) and chitosan (CS) were studied by Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometry. FT-IR spectra illustrate that the interaction of polysaccharides forms the hydrogen bonds and interchain salt bonds and the dissocation of which dominates the swelling behavior in buffer solutions of different pH. The concentration of salt ion has effect on swelling behavior through the difference of salt ion concentration between in solution and in network of hydrogel, which causes penetrating pressure. Moreover, the Swelling degree and hydrogel strength could be modulated by varying conditions. It is indicated that the hydrogel has pH-sensitive and salt ion sensitive properties. The prepared optimum condition selected by varying conditions is thatr=0.2;t=30 min;T _p=343 K andI=1.6. Foundation item: Supported by the National Science Foundation of China (29574173) Biography: He Dong-bao (1945-), male, Professor, research direction: modifying and gelating of natural polysaccharides.     

壳聚糖硫酸盐催化合成没食子酸丙酯

以壳聚糖硫酸盐为催化剂,用没食子酸与正丙醇直接酯化合成了没食子酸丙酯(PG),用正交试验确定了醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间对PG收率的影响.得到了最佳工艺条件为:醇酸摩尔比为10∶1,催化剂用量为1.0g,反应时间为4h,PG的收率可达91.3%.实验表明,该催化剂用于合成PG具有良好的催化活性和重复使用性.     

荧光探针研究聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的相转变

通过自由基溶液聚合制备了非离子PNIPAAm水凝胶，考察了交联剂和引发剂对其溶胀比、凝胶化时间以及LCST相转变点的影响，发现影响温敏特征的主要因素是PNIPAAm的基团间的相互作用。选用罗丹明B为荧光探针对PNIPAAm水凝胶进行了荧光光谱分析，通过荧光强度的变化研究了疏水基在水凝胶溶胀/收缩过程中的动态行为，对PNIPAAm水凝胶的相转变过程进行了探讨。     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。     

智能海藻酸钙/PNIPAAm互穿网络水凝胶微囊制备研究

以海藻酸钙凝胶为聚合模板，过硫酸铵/偏重亚硫酸钠氧化还原引发剂体系、自由基水溶液法聚合制备了温度敏感和pH敏感的海藻酸钙/聚N异丙基丙烯酰胺（CA/PNIPAAm）互穿网络水凝胶微囊。并研究了引发剂用量、单体量、单体/海藻酸钠配比、缓冲液pH值等因素对该互穿智能水凝胶温度敏感和pH敏感性的影响。结果表明：该互穿凝胶微囊对pH/温度具有敏感溶胀性，可望作为口服药物缓释制剂的载体。     

葡萄籽粗多糖的体内外抗氧化作用

为了研究葡萄籽粗多糖(crude polysaccharides from grape seeds,GSCPs)体外抗氧化作用及对秀丽隐杆线虫的体内抗氧化作用,采用水提醇沉法提取GSCPs,检测GSCPs对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基和羟自由基的清除作用及对DNA氧化损伤的抑制作用;建立RAW 264.7巨噬细胞氧化损伤模型,在细胞水平探讨GSCPs的抗氧化能力;同时利用秀丽隐杆线虫研究GSCPs的体内抗氧化功能。体外实验结果表明:GSCPs可有效清除自由基,抑制DNA的氧化损伤,质量浓度为0.4mg/mL的GSCPs对DPPH自由基的清除率达84%,对羟自由基清除率为89%;GSCPs可以下调H₂O₂诱导的RAW 264.7巨噬细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,正向调节细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性,质量浓度为0.2mg/mL的GSCPs处理组可使细胞内SOD活性从H₂O₂处理组的81.1%升至96.3%,GSH-Px活性从H₂O₂处理组的92.1%升至99.6%。此外,GSCPs可延长秀丽隐杆线虫寿命,提高其对抗急性氧化应激的能力,有效清除秀丽隐杆线虫体内的ROS。质量浓度为0.8mg/mL GSCPs处理组秀丽隐杆线虫的平均寿命较对照组延长27.67%,将急性氧化应激的秀丽隐杆线虫平均存活时间延长33.58%,秀丽隐杆线虫体内ROS生成量较对照组可降低56.33%。因此,葡萄籽粗多糖在体内外均表现出良好的抗氧化性,可用于抗氧化功能产品的开发。     

P(AA-co-DMAA)/SA互穿水凝胶的制备及对盐酸小檗碱的释放

先采用泡沫分散聚合法,以丙烯酸(AA)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为单体制备超孔P(AA-co-DMAA)凝胶,再以戊二醛为交联剂,将海藻酸钠(SA)作为第二网络互穿到P(AA-co-DMAA)网络中,制得P(AA-co-DMAA)/SA互穿网络水凝胶,研究其对盐酸小檗碱的释放行为.结果表明,载药凝胶在pH=6.8溶液中对盐酸小檗碱具有缓释效果,升高温度使凝胶对盐酸小檗碱的累计释放率增大,增大戊二醛和SA的用量使累计释放率降低.     

Preparation and characterization of a chitosan-based low-pH-sensitive intelligent corrosion inhibitor

A chitosan (CS)-based low-pH-sensitive intelligent corrosion inhibitor was prepared by loading a pH-sensitive hydrogel with benzotriazole (BTA); the pH-sensitive hydrogel was synthetized by crosslinking CS with glutaraldehyde (GTA). Analysis by Fourier- transform infrared (FT–IR) spectroscopy showed that Schiff reactions occurred between amino and aldehyde groups. The swelling ability of the hydrogel was investigated using a mass method, and it was observed to swell more in an acidic environment than in an alkaline environment. The hydrogel’s loading capacity of BTA was approximately 0.377 g·g-1, and its release speed was faster in an acidic environment than in an alkaline environment because of its swelling behavior. The corrosion inhibition ability of the intelligent inhibitor was tested by immersion and electrochemical methods. The results showed that after 4 h of immersion, the polarization resistance (R4) value of copper with the intelligent inhibitor was approximately twice of that of copper with BTA, indicating that the intelligent inhibitor could effectively prevent copper from corroding.     

金属离子对钢在没食子酸/硫酸介质中的腐蚀行为研究

 用失重法研究了4种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Cu²⁺,Fe³⁺)在0.5 mol/L H₂SO₄以及500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中在20℃对冷轧钢腐蚀行为的影响.结果表明:Cu²⁺对钢的腐蚀起抑制作用;而其余3种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Fe³⁺)对钢的腐蚀起加速作用.在相同条件下,冷轧钢在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中的腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2++3+;而在500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中,腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2+3++.     

自修复水凝胶的研究进展及油气田应用

针对自修复水凝胶能够模仿自然界中植物受损后从分子水平上对受损部位进行自修复的现象,对自修复水凝胶设计和合成基本原理进行了归纳总结。自修复水凝胶主要分为化学型自修复水凝胶和物理型自修复水凝胶。化学型自修复水凝胶大体上又可分为基于Diels-Alder加成反应的自修复水凝胶、基于可逆二硫键的自修复水凝胶和基于酰腙键的自修复水凝胶;物理型自修复水凝胶大体上可分为基于氢键作用的自修复水凝胶、基于主客体相互作用的自修复水凝胶和基于静电相互作用的自修复水凝胶等类型。自修复水凝胶不仅保留了传统水凝胶良好的吸水保水性、生物相容性等性能,而且其具有的自修复性能可以有效地延长材料的使用寿命、降低材料的使用成本。在此基础上,分析讨论了自修复水凝胶在油气田、生物医药等领域的潜在应用价值和应用情况,并对自修复水凝胶在油气田领域的发展趋势进行了展望。     

聚羟基丁酸酯缓释微粒作用下的埋植给药系统

制备了以壳聚糖水凝胶为基质的温度敏感型、可注射、并能够在体内生物降解的新型皮下埋植制剂,考察了该制剂中水溶性小分子药物的体外释放规律。为降低该类药物的释放速度,首先利用溶剂非溶剂法,以生物可降解的聚羟基丁酸酯为骨架,制备了抗癌药物5-氟尿嘧啶的微粒。在优化配比下,微粒收率达90%以上,包封率95%左右;然后将微粒温敏型水凝胶耦合制成复合给药系统。药物微粒化与温敏型水凝胶的耦合有效地控制了药物植入初期的“突释”问题,并将药物的释放周期延长至将近10个月。