【摘要】：天然高分子基水凝膠由于具有安全無毒、生物相容性好、易于降解等特點被廣泛應用于農(nóng)業(yè)、食品級醫(yī)藥等領(lǐng)域,而對水凝膠的組成基質(zhì)進行改性則可以賦予水凝膠更多的功能,以滿足其在實際應用中的特定需求。本論文選擇溫和高效的Ugi反應對海藻酸鈉進行改性,得到不同性質(zhì)的海藻酸鈉衍生物,并以它們?yōu)榛|(zhì)制備了一系列具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能化復合水凝膠,探究了復合水凝膠的力學性能、溶脹性能、藥物緩釋性能等以及納米顆粒的分散性對水凝膠力學性能的影響。(1)以不同分子量的海藻酸鈉為原料合成了疏水改性海藻酸鈉(Ugi-SA),利用傅里葉紅外光譜(FTIR)、核磁共振氫譜(1H NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)進行表征。并用多重光散射(MLS)和透射電子顯微鏡(TEM)分析了改性海藻酸鈉/蒙脫土(Ugi-SA/MMT)分散體系的穩(wěn)定性及微觀形貌特征,結(jié)果表明高分子量的Ugi-SA能夠更有效地吸附在MMT顆粒表面并對其進行分散,且當它的濃度為5g/L時分散體系的穩(wěn)定性最好。進而制備了以Ugi-SA和聚丙烯酰胺(PAM)為基質(zhì)、MMT為增強劑的納米復合水凝膠,利用FTIR、同步熱分析儀(TG)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析了凝膠的組成結(jié)構(gòu)和微觀形貌,并探究了 Ugi-SA的分子量和質(zhì)量分數(shù)對復合水凝膠力學性能的影響,實驗結(jié)果表明,由質(zhì)量分數(shù)為0.5%的高分子量Ugi-SA制備的納米復合水凝膠力學性能最好。(2)進一步探究MMT的含量對高分子量改性海藻酸鈉/聚丙烯酰胺/蒙脫土(Ugi-SA/PAM/MMT)納米復合水凝膠溶脹性能、拉伸性能及釋藥性能的影響。復合凝膠主要由PAM的化學交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和由Ugi-SA與Ca2+之間的靜電相互作用形成的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。FTIR和TG數(shù)據(jù)表明MMT與聚合物基質(zhì)之間存在著較強的物理相互作用。SEM圖像展示了復合水凝膠的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。XRD數(shù)據(jù)和TEM圖像表明MMT的層狀結(jié)構(gòu)被剝離并嵌入到水凝膠的網(wǎng)絡(luò)中。溶脹平衡實驗表明,MMT的添加使復合水凝膠的平衡溶脹度(Qeq)降低,溶脹過程屬于Fickian擴散。拉伸試驗表明,當MMT的添加量為2.5%時復合凝膠的力學性能最好。釋藥實驗表明,MMT的添加可以提高復合凝膠對疏水藥物的負載效率,并減緩藥物的累積釋放速率。Ugi-SA側(cè)鏈上的疏水基團與農(nóng)藥分子之間會發(fā)生疏水相互作用,藥物分子被包裹在聚合物側(cè)鏈形成的疏水微區(qū)中,當疏水微區(qū)被破壞時,藥物即擴散到釋放介質(zhì)中。MMT含量為2.5%的復合凝膠載藥率最高,而當MMT含量為5%時,凝膠的緩釋效果最好,復合水凝膠對高效氯氟氰菊酯的緩釋曲線可用Weibull模型進行擬合。(3)將偶氮苯與β-環(huán)糊精的主客體作用引入水凝膠體系中,通過Ugi反應合成了接枝環(huán)糊精的海藻酸鈉(SA-CD),通過自由基共聚反應合成了聚丙烯酰胺基偶氮苯(PAM-Azo),利用FTIR、1H NMR、TG和GPC對它們進行結(jié)構(gòu)表征。同時用紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)驗證了 PAM-Azo分子的紫外光響應性。然后進一步探究SA-CD和PAM-Azo的主客體作用,發(fā)現(xiàn)它們在加熱條件下可以自發(fā)地交聯(lián)形成水凝膠,且通過紫外光和可見光的照射可以實現(xiàn)溶膠-凝膠的可逆轉(zhuǎn)變。進而又制備了 SA-CD/PAM-Azo互穿網(wǎng)絡(luò)型復合水凝膠,對復合凝膠進行了FTIR、TG和SEM表征,同時探究了其自愈合性能,在顯微鏡下觀察到水凝膠愈合界面的消失。力學性能測試表明CD的引入使得SA-CD/PAM-Azo IPN復合凝膠的力學強度及彈性相較于SA/PAM-Azo IPN復合凝膠均有所降低,斷裂的凝膠樣品經(jīng)過48h可基本愈合。此外,紫外光的照射對凝膠的自愈合性能有阻礙作用。這種具有自愈合性能且受紫外光調(diào)節(jié)的主客體復合水凝膠在生物醫(yī)學領(lǐng)域具有良好的應用前景。
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ427.26
【圖文】：

圖邋１－３（Ａ）為合成路線圖（Ｎｕｒａｎｅｔａｌ．，２００８）0Ｐｌｕｅｍｓａｂ＊Ａ（Ｐｌｕｅｍｓａｂｅｔａｌ．，逡逑２００５）研宄了環(huán)糊精與海藻酸鹽的共價結(jié)合。先用溴化氰活化海藻酸鈉中的羥基，逡逑然后與６－氨基－ｅｔ－環(huán)糊精發(fā)生反應，合成方法如圖１－３（Ｂ）所示。得到的產(chǎn)物可與逡逑對硝基苯酚形成主客體絡(luò)合物，通過滴入ＣａＣｈ溶液可以形成穩(wěn)定的凝膠微球。逡逑３逡逑

？邐0？逡逑圖１－２海藻酸鈉在ＤＭＦ中的磷酸化作用逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｌｇｉｎｉｃ邋ａｃｉｄ邋ｕｓｉｎｇ邋ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ邋ａｃｉｄ邋ｉｎ邋ＤＭＦ逡逑海藻酸鈉的羧甲基化今近年來也吸引了研宄者們的興趣，具有羧甲基官能團逡逑的多糖己被廣泛研宄并用于制備具有抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗腫瘤、抗微生逡逑物和再生功能的生物活性聚合物0＾３＆丨１？）＾３丨．，２０１６）。但是，關(guān)于海藻酸的羧逡逑甲基化的探究仍然有限。海藻酸鈉的烷基化增加了聚合物在水性介質(zhì)中的溶解逡逑度，使得羧甲基－乙酸及其一些衍生物適用于某些藥物傳遞體系。海藻酸鹽的羧逡逑甲基化則常用于制備如疊氮化物、酰肼類和酯類等衍生物。Ｃｈｅｒｅｍｕｓｈｋｉｎ等人逡逑（Ｃｈ＿ｕｓｈｋｉｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０１５）對這些制備方法進行了詳細地概括。簡而言之，可以逡逑首先用２－丙醇和氯乙酸鈉在堿性介質(zhì)中與海藻酸鹽反應，形成羧甲基－海藻酸鹽。逡逑產(chǎn)物可在自催化條件下用乙醇酯化，制成其酯化衍生物（羧甲基海藻酸乙酯）。逡逑此外，乙酯可以通過與水合肼加熱反應轉(zhuǎn)化為酰肼（Ｃｈｅｒｅｍｕｓｈｋｉｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１４）。逡逑接枝聚合物由一種聚合物的線性鏈和另一種聚合物或非聚合物化合物的側(cè)逡逑鏈組成。接枝共聚是許多天然聚合物中研宄最多的衍生化方法

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 高春梅;柳明珠;呂少瑜;陳晨;黃銀娟;陳遠謀;;海藻酸鈉水凝膠的制備及其在藥物釋放中的應用[J];化學進展;2013年06期

2 劉景富;陳海洪;夏正斌;陳中華;陳劍華;;納米粒子的分散機理、方法及應用進展[J];合成材料老化與應用;2010年02期

本文編號：2718558