F68大单体/HEMA共聚水凝胶的制备及性能研究(Ⅰ):温度敏感性

本文以温度敏感性Pluronic F68与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应制备可光聚合的F68/GMA大分子单体,再在水溶液中与丙烯酸(AA)单体和甲基丙烯酸p-羟乙酯(HEMA)经紫外光原位聚合制备温度敏感水凝胶.详细地研究了水凝胶在不同温度下的溶胀性能.溶胀动力学测量的结果表明,该水凝胶具有温度响应性且具有可逆性.     

β-环糊精聚合物/丙烯酰胺(AAm)/AA共聚水凝胶的制备与应用

以线性环糊精聚合物(PCD)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的反应制备可光聚合的PCD-g-GMA大单体,再加入不同量的共单体丙烯酸及丙烯酰胺,采用光聚合技术制备pH敏感水凝胶.本文对水凝胶的溶胀性能进行了测试,并初步探讨了对甲基橙及碱性品红的吸附性能.结果表明:该凝胶具有PH快迅响应及能更好的包合碱性品红染料.     

F68大单体/HEMA共聚水凝胶的制备及性能研究（Ⅱ）：pH敏感性

以Pluronic F68与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应制备可光聚合的F68/GMA大分子单体,再在水溶液中与pH敏感性丙烯酸(AA)单体和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)经紫外光原位聚合制备温度敏感水凝胶.详细地研究了水凝胶在不同pH下的溶胀性能.溶胀动力学测量的结果表明:该水凝胶在具有温度响应性的同时还具有pH响应性且具有可逆性.     

磁性pH响应型纤维素水凝胶的制备及载药研究

利用沉淀聚合和原位共沉淀法制得四氧化三铁负载的聚(羟丙基纤维素丙烯酸酯-co-丙烯酸)(P(HPCA-co-AA)@Fe_3O_4)水凝胶.研究了羟基(—OH)与丙烯酰氯(AC)的摩尔比和反应时间对羟丙基纤维素(HPC)的乙酰基修饰度的影响,通过FT-IR、~1H-NMR等对产物进行了表征.以水杨酸钠为模型药物,研究了水凝胶在不同pH环境下对药物的可控释放行为.结果表明,水凝胶具有良好的pH响应性,在碱性环境下的溶胀行为使药物释放量明显大于酸性环境下.     

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。     

反相微乳液制备pH响应型纳米水凝胶及其作为药物载体的研究

利用反相微乳液聚合,通过改变交联剂含量制备不同粒径的纳米水凝胶聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-co-甲基丙烯酸羟乙酯)(P(DMAEMA-co-HEMA)).纳米水凝胶的结构和形貌通过FT-IR、1H-NMR和TEM等进行了表征.利用紫外-可见分光光度计(UV)检测溶液在不同pH下的透光率,结果显示纳米水凝胶在酸性条件下有明显的溶胀现象.选取阿霉素(DOX)为模型药物研究了该纳米水凝胶作为药物载体的可行性,结果发现该纳米水凝胶能很好地负载药物,载药率达45.7%.利用紫外光谱法测定载药纳米水凝胶分别在pH 5.0和7.4的溶液中的药物释放行为,结果表明该纳米水凝胶具有较好的pH响应性,在酸性条件下纳米水凝胶的溶胀现象使得药物释放速率比在中性环境下快.     

β-丙烯酰氧基丙酸甲氧基乙酯乳液共聚合

对β-丙烯酰氧基丙酸甲氧基乙酯(自制)与丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯以及甲基丙烯酸缩水甘油酯的乳液共聚合反应,考察了乳化剂的种类及用量对聚合反应的影响;不同硫化点单体对其转化率和凝胶含量以及分子量的影响及不同加料方式和反应时间对转化率和凝胶含量的影响.结果表明,选择阴离子型与非离子型复合体系作为聚合反应的乳化体系较为适宜,且采用氧化-还原体系(过硫酸铵和亚硫酸氢钠)较好;选择甲基丙烯酸缩水甘油酯可以得到高转化率、低凝胶含量的橡胶;采用滴加乳液法时聚合速度容易控制;IR、DSC对共聚物的分析表明该共聚产物可用来制备超耐寒丙烯酸酯橡胶.     

透明质酸/N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的制备及其性能

提高药物控释智能水凝胶的稳定性,降低降解速度,对其应用于长期释药具有重要意义。利用甲基丙烯酸酐(MA)对透明质酸(HA)进行化学改性,得到甲基丙烯酰化透明质酸(HAMA),以HAMA和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为前驱体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,利用自由基聚合反应制备了系列HAMA/NIPAM-x复合水凝胶,并对水凝胶的凝胶时间、溶胶-凝胶转化、微观形貌、溶胀、降解、流变学性能以及体外载牛血清白蛋白(BSA)模型药物的释放行为进行了研究。结果表明,系列水凝胶具有连续的三维网络结构,在不同温度下(25,30,32,37℃)均能快速达到溶胀平衡,平衡溶胀率15～23,水凝胶表现出良好的温度敏感性,随着温度升高,其溶胀率下降;在PBS溶液(p H值7.4)中30 d降解百分数5%～26%,稳定性好;具有良好的力学强度和剪切变稀特性;药物(BSA)负载率较高,达到76%,载药水凝胶在PBS溶液(p H值7.4)中10 d累积释放率66%～99%,其中HAMA/NIPAM-5在30℃时累积释放率最高,接近99%。系列水凝胶具有较好的稳定性、药物负载能力和药物控释能力,在中长期药物释放领域具有潜在的应用价值。     

CS/PVA水凝胶的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基体,以壳聚糖(CS)为功能性添加剂,采用冻融法与辐射法相结合的工艺技术制备出CS/PVA水凝胶.分别研究了吸收剂量和制备工艺对PVA水凝胶性能和SEM形貌的影响;研究了壳聚糖浓度和制备工艺对CS/PVA水凝胶溶胀性能和力学性能的影响;研究了CS/PVA水凝胶对大肠杆菌的抑菌效果.结果表明:采用先冻融后辐射方法制备PVA水凝胶,该制备工艺既解决了冻融法合成水凝胶不透明的问题,又解决了辐射法合成水凝胶起泡和强度较弱的问题. CS的添加,不仅提高了PVA水凝胶的溶胀性能,而且使得CS/PVA水凝胶对大肠杆菌具有较好的抑菌作用.     

VE-cad-Fc功能化透明质酸水凝胶的制备与表征

为了提高透明质酸水凝胶的生物学功能,本研究利用两步迈克尔加成反应及点击化学反应制备了人血管内皮钙黏素融合蛋白(VE-cad-Fc)功能化的透明质酸水凝胶,并进一步研究了其对人脐带间充质干细胞(h UC-MSCs)的影响.核磁共振光谱检测及凝胶时间检测显示,透明质酸主链丙烯酰肼取代率为16%,,融合蛋白功能化透明质酸以DTT交联的凝胶化时间约为30,min.ELISA检测显示水凝胶中化学键合Fc结构域特异性结合多肽可以显著提高融合蛋白的长期负载稳定性.2D/3D细胞黏附、增殖与活细胞染色实验结果显示,水凝胶中利用Fc结构域固定融合蛋白显著改善人脐带间充质干细胞的黏附、增殖,且促进水凝胶中hUC-MSCs的长期克隆化生长.作为一种细胞培养基质(2D/3D培养),这种融合蛋白功能化的水凝胶材料在组织工程、再生医学等领域将有非常广阔的应用前景.     

共价键型季铵化活性炭对水中硝氮及磷酸盐的吸附研究

以有机硅季铵盐和活性炭为原料, 利用硅烷化反应, 制备一种新型吸附材料--共价键型季铵化活性炭(CQA)。通过FTIR, SEM和 BET对CQA进行表征, 验证季铵盐能够通过共价键结合, 成功地负载到活性炭表面, 并对活性炭的形貌结构产生重要影响。CQA对硝氮和磷酸盐的吸附能力都大大提高, 对含硝氮和磷酸盐的溶液的吸附实验表明: CQA对硝氮和磷酸盐的吸附机理均符合拟二级反应模型, 说明吸附过程主要由化学吸附控制; 吸附过程可以用Langmuir和Freundlich等温吸附模型较好地进行描述,最大吸附容量分别为14.829和8.442mg/g。最后考察pH对硝氮和磷酸盐吸附行为的影响, 结果表明, 当pH为4~9时, 比较适宜CQA对硝氮和磷酸盐同时去除。     

少梯膨化硝铵震源药柱的研究

在普通硝酸铵中加入专用表面活性剂和水,进行溶化－真空结晶处理,制得一种含有微气泡的硝酸铵,将这种改性硝酸铵称为膨化硝酸铵。由于膨化硝酸铵中含有许多微气孔,其比表面积大,具有自身敏化的特性,其起爆感度有明显提高。用膨化硝酸铵替代原用普通硝酸铵,震源药柱内装药中的梯恩梯含量降低５０％。文中论述了建构震源药柱内装药配方设计数学模型的方法。给出了少梯膨化硝铵震源药柱的３种配方和爆炸特征数据。     

硝酸铵长期存放后热稳定性研究

 利用绝热加速量热仪对在室温下存放不同时间的硝酸铵的热分解参数进行了实验测定,结果显示,存放10a和20a的硝酸铵与新生产的硝酸铵相比,初始放热温度分别降低了42.26℃和58.02℃,最高温度分别升高了20.28℃和197.55℃,绝热温升分别提高了62.54℃和255.57℃,最大温升速率分别提高了31.1倍和 99.3倍。常温下长时间存放的硝酸铵热危险性增大,主要是因为含有了使其活性增大的硝酸和水分。研究结果为硝酸铵的安全储存提供了有益的数据参考。     

海水五参数原位营养盐分析仪的研制

基于湿化学反应原理，将分光光度法与流动注射分析技术相结合，采用三通阀配合蠕动泵控制的环路设计，研制出体积小、稳定性高、试剂用量少、自动化程度高、可以实时在线测量海水中5项营养盐的原位营养盐分析仪。通过实验对仪器的线性范围、检出限、准确度和精密度等进行验证，得到亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐、磷酸盐和硅酸盐的线性范围分别为5~250, 10~500, 10~500, 10~300, 10~1 000 μg/L，最低检出限分别为0.81, 3.01, 1.79, 2.54, 3.02 μg/L。在测量范围内亚硝酸盐、铵盐、硅酸盐的相对标准偏差小于3%，硝酸盐和磷酸盐的相对标准偏差小于5%。将研制的海水五参数原位营养盐分析仪与国标法进行现场比测，结果基本一致，能反映各项营养盐的含量及变化。该营养盐分析仪可以搭载到科考船、台站、浮标等平台上进行原位检测，也可以用于实验室测量。     

南方丘陵地区农田氮素渗漏特征研究

农田氮肥的淋失是氮素损失的重要途径之一.在南方丘陵地区选择4种土地利用类型中6个农田地块进行为期1年的氮素渗漏试验,结果表明:(1)不同的土地利用类型的硝氮浓度变化趋势为春季种植季节后逐渐升高,在7-8月份达到最高,然后呈逐渐下降的趋势,呈低-高-低的变化趋势.氨氮浓度与硝氮浓度的消长规律相似,但变化规律不如硝氮浓度明显,时有起伏.(2)土壤中氮素渗漏的基本形态是硝氮,农田氮素的渗漏主要发生在4-8月份.(3)施肥对氮素渗漏量的影响非常显著.施肥量和施肥种类的不同,导致不同土地利用类型浅层地下水的硝氮和氨氮浓度差异较大.施肥量越大,其渗漏量也越大.主要施用碳氨品种化肥的土地利用,其渗漏水中硝氮浓度相对较高,氨氮浓度比较低,而施粗制有机肥的土地利用氨氮浓度表现较高.(4)对地下水位较高的土地利用农田渗漏水中氨氮浓度相对较高.适当的化肥施用量可以减少氮素淋失.     

几种不同引发剂在玉米淀粉与丙烯酸接枝共聚中的应用

研究了以硝酸铈铵,过硫酸铵,过硫酸铵－亚硫酸氢钠为引发剂玉米淀粉与丙烯酸的接枝共聚反应,对一些反应条件如引发剂浓度,反应温度,单体浓度,单体中和度,反应时间等进行了考察,并比较了以硝酸铈铵,过硫酸铵,过硫酸铵－亚硫酸氢钠为不同经发体系的淀粉与丙烯酸接枝共聚反应的结果,表明用过硫酸铵－亚硫酸氢钠为引发剂的引发效果最佳。     

1,4-二硝基咪唑的制备工艺研究

以浓硫酸-硝酸铵-醋酐为混合硝化体系,通过用醋酐法制备1,4-二硝基咪唑.并通过反应时间、反应温度、硝酸铵加入量、醋酐加入量单因素实验和硝酸铵的正交实验得到了合成1,4-二硝基咪唑较优的工艺条件:自制4-硝基咪唑精品11.3g,醋酐70ml,浓硫酸8ml,酰化温度大约35℃～40℃,酰化时间1h,硝酸铵20g,反应温度为30℃～35℃,反应时间为1.5h,1,4-二硝基咪唑得率为73%.并对样品进行了熔点测定,为92℃～94℃;采用红外光谱进行了表征,验证了所得反应产物.     

硝酸铵含氮量的滴定实验研究

用甲醛法对硝酸铵中氮的百分含量进行了滴定分析研究。研究结果表明,硝酸铵可以与甲醛进行定量反应。利用该反应释放出来的质子,用标准氢氧化钠溶液进行滴定,可测定硝酸铵中氮的百分含量     

掺Ni纳米TiO_2粉末的制备、表征及颜色分析

采用两种不同方法制备掺Ni纳米TiO2 粉末 ,即以钛酸四正丁酯为原料 ,用溶胶─凝胶法制备 ,或以硫酸钛和碳酸铵为原料 ,用沉淀法制备 ,并对两种方法制备的样品进行了对比 .对不同煅烧温度和不同掺杂浓度所制备的样品进行了颜色分析 .利用TG_DTA、FTIR、SEM和PL光谱测试技术对样品进行了表征 ,结果表明制备条件不同对样品性能有较大影响 .     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。