MOF基水凝胶材料的制备及其应用

近年来,金属-有机骨架材料(MOFs)因为具有优异的骨架结构、丰富的孔隙度和多功能性,吸引了众多研究者的注意,各种各样的MOFs材料和MOF基复合材料被研制。但是由于MOFs大多以晶体和粉末的形式存在,其本身的刚性和易碎性限制了它的实际应用,同时MOFs在溶液中的不稳定性会导致材料的分解,一些高结晶度的MOFs还十分脆弱易碎且不易加工,因此有研究者将MOFs与水凝胶相结合,开发出许多具有优异性能的MOF基水凝胶材料。本文综述了MOF基水凝胶材料近年的研究进展,重点介绍了MOF基水凝胶的种类及其与其他材料的协同作用,讨论了MOF基水凝胶在传感、催化、水处理、伤口敷料和药物载体等方面的优势。MOF基水凝胶具有的可加工性、稳定性、易处理性为MOFs在实际应用中的研究具有指导意义。我们概述了纯MOF水凝胶、MOF@生物有机大分子水凝胶、MOF@生物相容性水凝胶,其他MOF基复合水凝胶的最新进展以及这些复合材料的应用。     

光控水凝胶的构筑及在生物医药领域的应用

水凝胶由于具有优越的保水性、良好的生物相容性和可降解性,被认为是最接近人体组织的生物医用材料。通过构建环境敏感水凝胶可以高度拟合生物组织的微环境,实现其在组织工程与再生医学领域的应用。由于光具有非物理接触和时空分辨等优势,利用光调控技术可实现水凝胶微环境的精确构筑与调控。本文重点介绍了近年来光控水凝胶的构筑,以及在生物医学和材料领域的应用进展。     

手性水凝胶的制备与调控及其应用

手性水凝胶是新近涌现的一个研究领域,以其独特的手性响应性,可逆的吸收膨胀性能,在手性识别、手性分离、药物控制释放和微流控器件等方面均具有广泛的应用前景.因此,手性水凝胶已经成为近些年来材料科学、化学、生物医学等领域的研究热点,如何制备手性响应性好、形成过程可控、结构规整的水凝胶,并加以开发应用成为了研究中的重点.本文概述了手性水凝胶的制备方法,自组装机理,以及目前的应用状况,并展望了其未来的发展趋势.     

双载药丝蛋白水凝胶的构筑及其释药性能研究

可注射水凝胶因其可以长时间在肿瘤病灶部位缓慢释放药物及避免外科手术风险等而备受关注.本工作将载有盐酸阿霉素(DOX)的介孔硅分子筛SBA-15/DOX与混有血管阻断剂康普瑞汀磷酸二钠盐(CA4P)的再生丝蛋白(RSF)水溶液均匀混合后,根据丝蛋白能在多种促进条件下易形成β-折叠构象并成为物理交联点/区域的特性,通过超声...     

光固化聚乙二醇水凝胶及其固定化枯草杆菌的研究

制备了一系列光固化聚乙二醇水凝胶固定化载体，研究了该水凝胶的结构、性能及其固定化枯草杆菌发酵产出α－淀粉酶的特性。结果表明，用水凝胶作载体制备的固定化枯草杆菌具有强度高、对温度和酸碱度变化的适应性强、贮存及重复使用性能好等优点。而且其产出α－淀粉酶的活力比相应的游离细胞高出２０％　以上。固定化细胞半连续发酵１７批，历时３７天，产酶活力仅下降２０％。基本能达到实际应用的要求。     

天然高分子材料水凝胶的制备及其应用进展

水凝胶是一种由高分子聚合物构成的三维网络材料,用自然界中天然存在的高聚物及其衍生物材料构建水凝胶,具有生物相容性、环境敏感性高、生物可降解性和对环境无污染等优势。本文介绍了近几年天然高分子水凝胶材料在医药卫生、食品、农业和环保等领域的应用情况;并按材料来源的不同,分类综述了蛋白质、多肽类水凝胶,海藻多糖水凝胶,动物多糖水凝胶,植物多糖水凝胶,其改性和制备复合水凝胶的最新技术、功能特性以及应用领域;最后对天然高分子水凝胶制备的改进方向和重点应用领域进行了展望。     

CO2致孔的海藻酸钠水凝胶对BSA的可控释放

本文以碳酸氢钠(NaHCO3)为致孔剂制备了海藻酸钠/聚丙烯酸复合水凝胶(G-APCGs),采用扫描电子显微镜(SEM)观察了其形貌.水凝胶(G-APCGs)有清晰的孔洞结构,其结构受到单体和致孔剂投加量影响.进一步研究了丙烯酸(AA)、NaHCO3投加量对复合水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,复合水凝胶具有良好的pH敏...     

MOFs/水凝胶复合材料的制备及其应用研究

金属有机框架(MOFs)具有大量的孔隙结构和活性位点,在气体吸附、催化、医疗等领域均发挥了巨大的作用。MOFs是晶体粉末,具有脆性较大、在水中易分解和不易回收等缺点,从而限制了其应用。通过MOFs与柔性高分子的复合,特别是与水凝胶的复合,极大地改善了复合材料的柔顺性、可回收和可加工性等特性,进一步拓宽了MOFs的应用领域。本文详细阐述了基于水凝胶MOFs原位生成法、MOFs /水凝胶同时生成法和水凝胶包裹MOFs法等三种不同方法制备MOFs/水凝胶复合材料的研究进展,并对上述三种制备方法的特点及其产物特征进行了总结,进一步归纳了复合材料在生物医药、催化、废水处理和气体吸附等领域的应用。最后,对MOFs/水凝胶复合材料制备方法的改进和复合材料应用前景进行了深入讨论和展望。     

交联聚乙烯醇水凝胶对胆红素的吸附性能研究

本文采用反相聚合的方法以戊二醛为交联剂合成了珠状交联聚乙烯醇凝胶，并研究了它对胆红素的吸附性能。结果表明交联聚乙烯醇对胆红素的体外吸附率受到吸附剂的交联度、颗粒直径、溶液中白蛋白的浓度、吸附温度及离子强度的影响。该类吸附剂对胆红素具有良好的吸附动力学性能。     

智能高分子及水凝胶的响应性及其应用

结合一些范例综述了智能水凝胶的基本概念、种类以及智能高分子响应环境温度、pH值和光信号刺激的相转变行为, 简要介绍了该类高分子在农林业、卫生等领域中的应用, 并对其发展前景作了展望.     

白光发射超分子水凝胶的构筑和发光性能研究

具有白光发射性质且发光可调的超分子水凝胶在发光材料和荧光检测领域具有广泛的应用前景.采用双（2-氨基丙基醚）聚丙二醇（PPG-NH²）链穿线带有正电荷的6-乙二胺修饰β-环糊精构成准轮烷,进而与锂皂石作用构筑了超分子水凝胶,并通过流变、zeta电势和扫描电镜等手段对凝胶性质进行了表征.当将扭曲分子内电荷转移（TICT）型的有机染料分子硫黄素T（ThT）和碘化4-[4-（二甲基氨基）苯乙烯基]-1-甲基吡啶鎓（DASPI）引入到水凝胶中,这两种有机染料能够在凝胶相中发生荧光共振能量转移（FRET）,从而产生包括白光在内的不同颜色的荧光发射.本研究为水基超分子发光软材料提供了一种新的构筑方法.     

海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用

近年来,由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人,研究者对智能水凝胶的研究十分活跃。合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等,合成水凝胶具有较好的稳定性,但其生物降解性和生物相容性较差。天然类水凝胶的原料主要有壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉等。由于这些天然多糖具有较好的生物相容性和生物降解性,同时价廉易得,因此,天然类水凝胶在药物控制释放领域更具有优势。海藻酸钠是β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic,G)按照(1→4)糖苷键连接而成的线型聚合物,每个糖醛酸单元上含有一个羧基,因此,海藻酸钠在中性或碱性条件下呈现聚阴离子电解质的性质。本文综述了海藻酸钠水凝胶的制备方法,包括物理交联法、化学交联法、酶交联法、互穿聚合物网络等;概述了海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用,包括口服给药、皮下给药、黏膜给药、肺部给药、经皮给药等;最后讨论了海藻酸钠水凝胶在研究与应用中存在的问题。     

γ-聚谷氨酸水凝胶的制备、性能及其应用

系统介绍了γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法及其生物可降解性、高吸水性及保湿性、pH敏感性、生物相容性和可修饰性等性能,同时综合介绍了其在组织工程、药物控释和创面修复等方面的应用,结合本研究组工作对其未来的发展进行了展望。     

PVA-PAMPS-PAA三元互穿网络型水凝胶的合成及其性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)以及聚乙烯醇(PVA)为原料,制备了PVA-PAMPS-PAA三元互穿网络型(T-IPN)水凝胶.红外分析表明,PVA与PAA以及PAMPS之间形成了较强的氢键,使得PVA分子上的C—O伸缩震动吸收峰移向了低波数处.X射线衍射以及电镜分析表明,当PVA用量较低时,PVA能均匀的穿插于凝胶网络中,形成完善的互穿网络结构,当PVA用量过高时,部分的PVA结晶而使得凝胶出现相分离.研究了该三元互穿网络型水凝胶的溶胀性能,结果表明,该水凝胶的平衡溶胀比在200至340之间,并且随着AA以及AMPS用量的增加,凝胶的溶胀速率以及平衡溶胀比均升高.该三元互穿网络型水凝胶在酸性溶液中和在碱性溶液中表现出截然不同的消溶胀性能;并且随着溶液pH的升高,凝胶在pH=9.0附近出现体积突变,表现出pH敏感性.通过研究T-IPN水凝胶的抗压缩性能发现,利用线型高分子、柔性高分子网络以及刚性高分子网络制备的三元互穿网络型水凝胶能在高溶胀比下保持较高的强度.溶胀比为180的T-IPN水凝胶,其最大抗压缩强度可达12.1 MPa.进一步研究发现,凝胶的组成以及溶胀比均对凝胶的抗压缩强度和压缩应变均存在较大的影响.     

聚硫辛酸基多功能水凝胶的构建及在感染皮肤伤口修复中的应用

以α-硫辛酸(LA)为单体,借助其强还原性与浓度和温度诱导开环聚合,一步法制备了负载纳米银(AgNPs)的氢键交联高分子水凝胶,并对其可注射性、自修复性、粘接能力、光热效应、抗氧化能力以及生物相容性进行了详细地研究.在细菌感染的大鼠全层皮肤损伤模型中,该高分子水凝胶敷料可以通过光热效应杀死细菌,同时有效降低伤口处的活性氧(ROS)水平,进而调控组织损伤的炎症反应,促进感染伤口的加速愈合.     

水凝胶纳米粒及其在生物医药领域的应用

作为环境响应性和纳米控释给药系统，水凝胶纳米粒主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的多肽类、蛋白质等生物大分子药物的给药，在生物医药领域具有越来越广阔的应用前景。本文主要综述了水凝胶纳米粒的分类、制备方法及其在生物医药领域的应用。