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温度及 pH 双重敏感性新型水凝胶的制备与性能

温度及 pH 双重敏感性新型水凝胶的制备与性能. 答辩人：李洁梅 导 师：张黎明 教授 专 业：化学. 绪 论. 传统型. 智能型. 人造肌肉. 酶和细胞的固定化. 水凝胶. 药物控制释放. 生物分离. 物料分离和纯化. 课题的提出.

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温度及 pH 双重敏感性新型水凝胶的制备与性能

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Presentation Transcript

  1. 温度及pH双重敏感性新型水凝胶的制备与性能 答辩人：李洁梅 导 师：张黎明 教授 专 业：化学

  2. 绪 论 传统型 智能型 人造肌肉 酶和细胞的固定化 水凝胶 药物控制释放 生物分离 物料分离和纯化

  3. 课题的提出 随着对材料功能要求的不断提高，人们希望获得能够同时对两种或两种以上外界刺激产生敏感的水凝胶。而温度和pH值是生理、生物和化学系统中的两个重要因素，兼具温度和pH值双重敏感特性的水凝胶，作为一种新型的高分子材料正日益受到关注。因此，我们希望合成一种既有温度敏感又有pH敏感的水凝胶。

  4. 课题的提出 马来酸酐（MAH） 羟丙基纤维素（简称HPC） 生物相容性好、低毒性 相转变温度：32℃ N-异丙基丙烯酰胺（简称NIPAAm）

  5. 研究内容 1、合成接枝了马来酸酐的羟丙基纤维素单体(HPC-MA)，并对其结构进行表征； 2、光聚合交联制备共聚水凝胶，并对其结构进行表征； 3、研究水凝胶的溶胀动力学行为； 4、研究温度、pH值对水凝胶溶胀行为的影响； 5、探讨水凝胶在不同条件下对模型药物阿司匹林的释放行为。

  6. 活性单体HPC-MA的合成 ! & 羟丙基纤维素接枝马来酸酐的反应式。

  7. 活性单体HPC-MA的表征 ! & HPC-MA的红外谱图

  8. HMN系列水凝胶的制备 ! & HPC-MA UV HPC-MA/NIPAAm 水凝胶 + 引发剂 NIPAAm

  9. 组成 样品编号 HMN系列水凝胶的制备 HMN1 HMN2 HMN3 HMN0 HPC-MA 0.1000g 0.1500g 0.2600g 0.2600g NIPAAm 0.2600g 0.2100g 0.1000g 0 水 2.0000g 2.0000g 2.0000g 2.0000g ! & 水凝胶合成条件表

  10. HMN系列水凝胶的表征 ! & HMN系列水凝胶的红外谱图

  11. 溶胀动力学测试 ! & HMN系列水凝胶在室温下的溶胀比随时间变化的曲线。

  12. 温度敏感测试 ! & HMN系列水凝胶最大平衡溶胀比随温度变化曲线

  13. pH敏感测试 ! & HMN系列水凝胶最大平衡溶胀比随pH值变化曲线

  14. 不同组成水凝胶的药物释放行为 ! & HMN系列水凝胶在37℃、pH=7.4时阿司匹林的药物累积释放曲线

  15. 水凝胶不同温度下的药物释放行为 ! & HMN2在25℃、37℃（pH=7.4）下对阿司匹林的药物累积释放曲线

  16. 水凝胶不同pH介质的药物释放行为 ! & HMN2在pH=1.0、7.4介质(37℃)中对阿司匹林的药物累积释放曲线

  17. 结 论 通过酯交换反应成功把马来酸接枝在羟丙基纤维素上，得到活性单体HPC-MA。 通过紫外光聚合，成功在水溶液中制备出HPC-MA/NIPAAm水凝胶。 水凝胶的溶胀速率随着HPC量的增加而加快。 水凝胶溶胀平衡后的最大平衡溶胀比随着HPC量的增加而减少。

  18. 结 论 水凝胶具有温度敏感特性，在32℃附近有相转变温度点（LCST）。水凝胶的LCST随着HPC量的增加而上升。 水凝胶具有pH敏感特性，在酸性介质中收缩，在碱性介质中膨胀。 水凝胶对阿司匹林药物的释放受到凝胶组成、温度、pH值的影响。在25℃时，药物释放很快；37℃时，释放较室温要慢。而在酸性介质中，释放很慢；在弱碱性介质中释放加快。

  19. 创 新 之 处 1、制备了接枝马来酸酐的羟丙基纤维素活性单体，使其具有C=C双键，可以进行聚合；带有羧基，具有pH敏感性能。 2、利用光聚合技术进行共聚，具有条件温和、室温下进行，聚合速度快，对人体无害等优点。 3、制备了具有温度及pH双重敏感性水凝胶，可望应用于药物释放和物料分离。

  20. 致 谢 感谢我尊敬的导师张黎明教授,本论文是在张老师的悉心指导和支持下完成的! 感谢赵三平（博士后）老师对我论文的悉心指导和帮助,老师在实验过程中对我的提点使我获益匪浅，在此深表谢意！ 感谢课题组杨立群老师、易菊珍老师、李玮老师、黄志虹老师、刘继延（博士后）老师在我实验期间给予的便利和指导；感谢王冠海师兄、时焕英师姐、卢红伟师兄、李本刚师兄、梁媛媛师姐、余勇师兄、方哲师兄、马超师姐、旷建良师兄、马栋师兄、胡书玉同学、张碧芳同学在实验过程中给予的帮助和照顾。 感谢中山大学化学与化学工程学院创新基金（批准号：2006 23）对我实验的资助！ 感谢一直关心、支持我的父母、同学和朋友！

  21. 谢谢大家！

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