基于生物素-亲和素相互作用的胶体晶体阵列的构筑与特性

将胶体晶体阵列(crystalline colloidal arrays,CCA)的Bragg衍射特性与水凝胶的刺激响应性功能结合起来,可制成一种有效的对特定分子具有识别和响应能力的传感材料.采用无皂乳液聚合制备的单分散聚(苯乙烯-4-苯乙烯磺酸钠)纳米颗粒,通过表面电荷的静电斥力可自组装形成CCA,经光聚合固定在水凝胶网络内形成聚合胶体晶阵(polymerized CCA).在水凝胶网络中用共价结合引入生物素分子,通过强的亲和相互作用可与蛋白质亲和素生成生物素-亲和素复合物,在水凝胶网络中形成交联点,引起水凝胶体积相变,进而导致CCA晶面间距发生改变,从而引发Bragg衍射波长发生相应的移动.     

核壳结构葡萄糖敏感微凝胶的制备

用先合成聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶核再包一层N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸共聚物(P(NIPAM-co-AA))壳的办法合成了一系列核壳结构微凝胶.微凝胶壳层厚度随投入的壳储备溶液的增加而增加.研究了pH=3.5时核壳微凝胶的温敏体积相转变行为.由于PNIPAM核和P(NIPAM-co-AA)壳的相转变温度很接近,因此只观察到一个相转变.在EDC催化下使3-氨基苯硼酸与壳层中的羧基反应,将苯硼酸基(PBA)引入微凝胶,得到核为PNIPAM、壳为P(NIPAM-co-AMPBA)的核壳结构微凝胶.改性后的微凝胶表现出3个体积相转变过程.其中第一个对应于P(NIPAM-co-AMPBA)壳层的体积相转变.第二和第三个则是PNIPAM核的相转变过程.由于在沉淀聚合时交联剂BIS反应性更大,PNIPAM核结构不均一,形成BIS含量高的"核"和BIS含量低的"壳".BIS含量低的"壳"被一层疏水的P(NIPAM-co-AMPBA)壳包裹,拉大了其与"核"的相转变温度的差别,因此随着温度升高表现出两个相转变过程.PBA改性的微凝胶同样表现出葡萄糖敏感性,但在葡萄糖存在下溶胀度的改变较小.     

以壳聚糖为模板的对苯二酚氧化聚合反应表观动力学研究

以壳聚糖为模板在酸性溶液中实现了对苯二酚的氧化聚合.该反应必须在氧气存在的条件下才能进行.动力学研究表明该氧化聚合反应是以选取机理进行的模板聚合反应.当壳聚糖残基与对苯二酚的摩尔比小于0.8时,反应速度与壳聚糖浓度成正比.当壳聚糖残基与对苯二酚的摩尔比大于0.8时,反应速度不再随壳聚糖浓度提高而提高.反应对对苯二酚而言是一个一级反应.反应的活化能为71.6kJ/mol.     

新型温敏羟丙基纤维素微凝胶的合成

天然高分子具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此用天然高分子制备的微凝胶更适合于生物医学领域的应用。羟丙基纤维素(HPC)是一种具有温度敏感性的纤维素衍生物,可通过不同的方法制备为微凝胶,然而现有方法制备的HPC微凝胶都不能完全降解。我们采用一种新方法制备HPC微凝胶。首先通过NaIO4处理将醛基引入HPC。红外光谱检测证明了醛基的生成。氧化后的HPC仍具温敏性,其最低临界溶解温度(LCST)保持不变;当加热到LCST以上时,HPC分子通过疏水相互作用聚集成纳米小球;再加入交联剂己二酸二酰肼,通过醛基与胺基之间的反应,使纳米小球共价交联得到HPC微凝胶。电镜研究表明HPC微凝胶呈球形,粒径在100～300nm之间。浊度和光散射研究表明HPC微凝胶仍具温敏性。细胞毒性实验表明我们制备的微凝胶几乎没有细胞毒性。由于HPC及交联剂己二酸二酰肼均可生物降解,预期我们制备的微凝胶也能很好地降解,并有望应用于生物医学领域。     

Crosslinking reaction in the cationic polymerization of 1, 3-pentadiene

The cationic polymerization of 1,3-pentadiene (PD) initiated by AlCl_3 in n-hexane was carried out. Effects of arenes, alkyl halides and ethers on the gel formation resulting from crosslinking reaction were investigated. The erosslinking was reduced by various arenes through a chain transfer mechanism. Alkyl halides such as tert-butyl chloride and allyl chloride could complex with AlCl_3 to generate an initiating system giving rise to a gel-free polymerization, while benzyl chloride reduced the formation of gel by chain transfer. Ethers exerted two effects on the polymerization system: giving a complex initiating system with AlCl_3 to produce a relatively high molecular weight polymer, or reducing crosslinking by lowering activity of carbocations.     

PNIPAM温敏微凝胶在生物医学领域中的应用研究

水凝胶因其良好的生物相容性及环境刺激响应性而在生物医学领域有着广泛的用途,但仍存在机械强度差、响应速度慢、不能生物降解等缺点。针对这些问题,特别是宏观水凝胶响应慢的问题,我们近年来以具有温度敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶为基础,设计制备了一系列生物材料,分别应用于药物控释、生物传感以及组织工程等生物医学领域。我们设计制备了具有良好葡萄糖敏感性的PNIPAM微凝胶,实现了可自我调控的胰岛素可控释放。以PNIPAM微凝胶为基础,提出了新的聚合胶态晶体阵列光学传感方法,设计制备了多种可快速响应的新型生物光学传感器。实现了PNIPAM微凝胶的实时凝胶化,并将其发展成为一种新型的可注射细胞支架材料。进一步利用该体系的可逆性,提出了制备在药物筛选、肿瘤研究以及组织工程等领域有重要用途的多细胞球的新方法。     

层层自组装膜的研究:从基础到生物医学领域中的应用

层层自组装是利用分子间的静电、氢键、共价键等相互作用将高分子组装成膜的技术,具有操作简单、无需特殊设备、膜组分及厚度可控等优点,在器件制备、表面改性及生物医学等诸多领域有广泛应用。我们在层层自组装膜的基础研究及应用领域均进行了一些探索,首次将氢键和共价键层层组装技术从二维体系扩展到三维体系,成功地制备了氢键和共价键键合的层层组装的空心微胶囊;提出了制备单一组分层层自组装膜的通用办法;对以聚乙烯基吡喏烷酮/聚丙烯酸膜为代表的氢键自组装膜进行了详细研究。首次以可逆共价键-苯硼酸酯键为驱动力进行层层组装,并在这些研究的基础上提出了动态层层自组装膜的概念。利用动态膜逐步解离的特性提出了新的药物释放方法,同时,利用层层自组装水凝胶膜的刺激响应性还提出了新的可快速响应的光学传感方法。     

含乙二醇低聚体间隔臂的胆酸酯及其甲基丙烯酸衍生物的制备与表征

通过在胆酸羧基端修饰乙二醇低聚体间隔臂,合成了一系列乙二醇低聚体胆酸酯及其甲基丙烯酸衍生物:3'-氧杂-5'-羟基胆酸戊酯,3',6'-二氧杂-8'-羟基胆酸辛酯,3',6',9'-三氧杂-11'-羟基胆酸十一酯,3'-氧杂-5'-甲基丙烯酰氧基戊基-3α,7α,12α-三甲基丙烯酰氧基胆酸酯,3',6'-二氧杂-8'-甲基丙烯酰氧基辛基-3α,7α-12α-三甲基丙烯酰氧基胆酸酯,3',6',9'-三氧杂-11'-甲基丙烯酰氧基十一烷基-3α,7α,12α-三甲基丙烯酰氧基胆酸酯.利用红外光谱研究了含乙二醇低聚体间隔臂胆酸酯分子间的氢键与其物理性质间的关系.结果表明,随着间隔臂链长的增加,胆酸酯中氢键的受体基团由以胆酸24位酯羰基氧和间隔臂上醚键氧为主过渡到以间隔臂上醚键氧为主,醚键氧作为受体形成氢键极大限制了胆酸甾环骨架的运动,影响了其分子骨架的有序排列,使该类胆酸酯的物理形态从固体粉末变为粘稠液体.DSC的测定结果显示,随间隔臂链长的增加,舍乙二醇低聚体间隔臂的胆酸酯甲基丙烯酸衍生物功能单体的玻璃化转变温度下降.初步预计该类单体的聚合转化率会随间隔臂链长的增加有所增加.     

Assembly of highly ordered 2D arrays of silver-PNIPAM hybrid microgels

A strategy was developed for the synthesis of highly ordered 2D arrays of Ag-PNIPAM hybrid microgel.The highly ordered 2D arrays of PNIPAM microgel were prepared by dispersing PNIPAM microgel on a charge-reversible substrate.The microgel spheres self-assembled into a 3D colloidal crystal,and the first 111 plane was fixed in situ onto the substrate as a result of spontaneous charge reversal of the substrate,leaving a high-quality 2D array of PNIPAM microgel.Ag nanoparticles were then synthesized in situ inside the microgel spheres by introduction of Ag+ ions into the microgel spheres and reduction with sodium borohydride.The resulting 2D arrays are highly ordered.The inter-particle distance in the array can be tuned.In addition,the method allows the synthesis of large size arrays and the use of nonplanar substrate.     

测定含甲丙烯酰氧端基大分子单体分子量的新方法

建立了用紫外分光光度法测定含甲基丙烯酰氧端基大分子单体数均分子量的新方法 .在本实验条件下 ,以 95%乙醇∶THF( 7∶3 )为溶剂 ,在最大吸收波长 2 1 3nm处对含甲基丙烯酰氧端基的聚四氢呋喃大分子单体进行定量分析 ,所得结果与端基滴定分析法所得结果最大相对误差小于± 5% ,用t检验法对两法测定结果差别进行显著性检验 ,两法所得结果差别无显著意义 .紫外分光光度法可成为一种表征含甲基丙烯酰氧端基大分子单体数均分子量的方便方法 .