溫度和葡萄糖雙重敏感性共聚物微凝膠的研究.pdf

1、模擬生命活動(dòng)過(guò)程中的分子識(shí)別現(xiàn)象，能識(shí)別特定生物分子而產(chǎn)生刺激響應(yīng)性的生物分子識(shí)別響應(yīng)性水凝膠非常接近于生物組織，用它構(gòu)筑的智能系統(tǒng)類(lèi)似于具有反饋和平衡功能的生物系統(tǒng)，因此在生物工程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有非常誘人的應(yīng)用前景。本論文研究的葡萄糖分子識(shí)別響應(yīng)性微凝膠是以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)為主單體，含苯硼酸基團(tuán)的乙烯基單體為共聚功能單體，通過(guò)無(wú)皂乳液聚合法合成。形成的葡萄糖敏感性微凝膠完全由人工合成材料組成，沒(méi)有用到昂貴的生物活性物質(zhì)

2、，具有穩(wěn)定性好、制備成本低等優(yōu)勢(shì)。由于合成過(guò)程中不使用乳化劑，微凝膠表面無(wú)乳化劑污染。葡萄糖敏感性微凝膠的潛在用途是作為胰島素的給藥載體，它可根據(jù)人體血糖水平控制釋放胰島素。另外，葡萄糖敏感性微凝膠還可作為葡萄糖氧化酶的載體，在產(chǎn)生葡萄糖酸的生化反應(yīng)過(guò)程中，能起到根據(jù)葡萄糖濃度控制酶活性的作用。本文的具體研究工作主要分為以下幾方面： 1．以碳二亞胺為催化劑，3-氨基苯硼酸(APBA)和丙烯酸(AA)為原料，在比較溫和的條件下合成

3、含苯硼酸基團(tuán)的功能單體-3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)，重結(jié)晶后的產(chǎn)物用元素分析、紅外吸收光譜、核磁共振氫譜、紫外吸收光譜、有機(jī)質(zhì)譜對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，確證合成所得產(chǎn)物為3—丙烯酰胺基苯硼酸。推測(cè)AAPBA的合成分為兩步，第一步是1—(3—二甲氨基丙基)—3—乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)中的碳二亞胺基團(tuán)與AA中的羧基反應(yīng)形成O—酰基脲中間體，第二步是O—酰基脲中間體與APBA中的氨基反應(yīng)生成AAPBA。 2．采用無(wú)皂乳液聚

4、合法合成 poly(NIPAM—co—AAPBA)共聚物微凝膠。掃描電鏡和動(dòng)態(tài)激光光散射分析結(jié)果證實(shí)合成的微凝膠具有良好的單分散性，表明無(wú)皂乳液聚合過(guò)程中微凝膠按均相成核機(jī)理進(jìn)行成核，無(wú)二次成核過(guò)程。微凝膠的粒徑和溶脹比隨著AAPBA用量的增加逐漸減小。poly(NIPAM—co—AAPBA)微凝膠具有溫敏性和葡萄糖敏感性，其相轉(zhuǎn)變溫度隨著AAPBA用量增加而下降。 3．以4—乙烯基苯硼酸(VPBA)為共聚的功能單體，采用無(wú)皂乳

5、液聚合法合成poly(NIPAM—co—VPBA)共聚物微凝膠。通過(guò)微凝膠中B元素含量分析，傅立葉變換紅外光譜和11B NMR譜的表征，確證了微凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成。微凝膠的粒徑和溶脹比均隨著VPBA用量的增加逐漸減小，在中性水介質(zhì)中，VPBA單元之間的疏水相互作用可能在微凝膠內(nèi)的聚合物分子鏈間形成了物理交聯(lián)點(diǎn)。poly(NIPAM—co—VPBA)微凝膠具有溫敏性，其體積相轉(zhuǎn)變溫度(VPTT)隨著微凝膠中VPBA單元含量的增加而減小。