基于氫鍵作用的溫控印記聚合物水凝膠的研究.pdf

1、摘 要摘 要本 論文在國內 外首次 將氫 鍵引 入 溫敏 性印 記 聚 合物體系， 分 別合成了 基于氫鍵和離子鍵作用的溫敏性印記 聚合物水凝膠和基于多點氫鍵作用的溫敏性印記聚合物水凝膠。著重研究了 溫敏性聚合物水凝膠對模板分子的 識別和釋放行為，對 溫敏性印 記 水凝 膠對模 板分子的 識別機 理進行了 初步探索。 該 溫控印記 聚合物的研究將拓展印記聚合物新的 研究方向， 為其在藥物控釋、 分離和仿生科學等領域的應用奠定了實驗基礎。

2、首先， 設計并合成了 基于氫鍵和離子鍵作用的 溫敏性印 記聚合物水凝膠， 采用紅外光譜和核磁證實了 功能單體甲 基丙 烯酸和模板分子 4 - 氨基毗I Q之間存在氫鍵和離子鍵作用。 研究了單體濃度對溫敏性水凝膠溶脹度和最低臨界溶解溫度 ( L C S T )的影響。 著重研究了 溫敏性水凝膠對 4 - 氨基毗咤的 識別和釋放行為， 發(fā)現(xiàn)印記水凝膠對 4 - 氨基毗嚨的吸附量是非印記 水凝膠的 2 - 3 倍，同時印 記水凝膠對4 - 氨

3、基毗吮的 釋放率達到8 5 %， 而非印記水凝膠對4 - 氨基毗淀的釋放率只有 6 2 %，印記水凝膠展現(xiàn)了良 好的識別和釋放能力。 通過對印 記聚合物水凝膠和非印記聚合物水凝膠的孔徑和孔分布的測定以 及選擇性識別實驗，證明印記水凝膠對模板分子的識別作用來自 于孔穴和結合位點。在此基礎上， 設計合成了 基于多點氫鍵作用的溫敏性印 記聚合物水凝膠， 采用紅外光譜技術證實了 功能單體甲 基丙烯酸和模板分子焦谷氨酸之間存在多點氫鍵作用， 研究

4、了單體濃度對水凝膠溶脹度和L C S T的影響， 重點 研究了 溫敏性水凝膠對焦谷氨酸的識別和釋放， 發(fā)現(xiàn)印記水凝膠對焦谷氨酸吸附量是非印記水凝膠的2 -3 倍，同時印記水凝膠對焦谷氨酸的釋放率達到8 8 %， 而非印記水凝膠對焦谷氨酸的釋放率只有 6 0 %。該印 記水凝膠具有特異的識別性，良 好的 釋A b s t r a c tS t u d y o n T e m p e r a t u r e - C o n t r o

5、l l e d I m p r i n t e d P o l y m e r H y d r o g e l sB a s e d o n H y d r o g e n B o n dX u e y o n g L i u ( F u n c t i o n a l p o l y m e r )D i r e c t e d b y P r o f e s s o r Y u x i n g P e n

6、gP r o f e s s o r X i n p i n g L o n gI n t h i s d i s s e r t a t i o n , h y d r o g e n b o n d w a s i n t r o d u c e d t e m p e r a t u r e s e n s i t i v ei m p r i n t e d p o l y m e r , a n d

7、t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e i m p r i n t e d p o l y m e r h y d r o g e l s b a s e d o nh y d r o g e n b o n d a n d i o n i c b o n d a n d t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e i m p r i

8、 n t e d p o l y m e r h y d r o g e l sb a s e d o n m u l t i p l e - p o i n t h y d r o g e n b o n d w e r e d e s i g n e d a n d p r e p a r e d , r e s p e c t i v e l y . U pt o n o w , a n y s i

9、m i l a r r e s e a r c h w o r k h a s n o t b e e n r e p o r t e d . T h e b e h a v i o r o f r e c o g n i t i o na n d r e l e a s e o f t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e h y d r o g e l s w a

10、 s i n v e s t i g a t e d a n d m e c h a n i s m o fr e c o g n i t i o n w a s p r i m a r i l y d i s c u s s e d . T h e s t u d y w i l l e n l a r g e t h e r e s e a r c h f i e l d i ni m p r i n

11、t e d p o l y m e r a n d e s t a b l i s h e x p e r i m e n t a l b a s i s f o r a p p l i c a t i o n i n d r u g - c o n t r o l l e dr e l e a s e a n d s e p a r a t i o n f i e l d s .F i r s t , t e

12、 m p e r a t u r e s e n s i t i v e i m p r i n t e d p o l y m e r h y d r o g e l s b a s e d o n h y d r o g e nb o n d a n d i o n i c b o n d w a s d e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d . T h e

13、 h y d r o g e n b o n d a n d i o n i cb o n d i n t e r a c t i o n b e t w e e n 4 - a m i n o p y r i d i n e a n d m e t h a c r y l i c a c i d w a s c o n f i r m e d b yF T I R a n d ' H - N M

14、R . T h e e f e c t o f m o n o m e r c o n c e n t r a t i o n o n s w e l l i n g d e g r e e a n dl o w e r c r i t i c a l s o l u t i o n t e m p e r a t u r e ( L C S T ) w a s i n v e s t i g a t e

15、d . T h e b e h a v i o r o fr e c o g n i t i o n a n d r e l e a s e f o r t a r g e t m o l e c u l e 4 - a m i n o p y r i d i n e b y h y d r o g e l s w a sd i s c u s s e d . T h e a m o u n t o f

16、 a d s o r p t i o n i n i m p r i n t e d h y d r o g e l s i s 2 - 3 t i m e s h i g h e r t h a nt h a t i n n o n - i m p r i n t e d h y d r o g e l s . T h e r e l e a s e d r a t i o i n i m p r i

17、n t e d h y d r o g e l s f o r4 - a m i n o p y r i d i n e i s 8 5 % , a n d i s 6 2 % i n n o n - i m p r i n t e d h y d r o g e l s . T h e t e m p e r a t u r e -s e n s i t i v e i m p r i n t e d h

18、 y d r o g e l s h a v e g o o d c a p a b i l i t y o f r e c o g n i t i o n a n d r e l e a s e . T h er e c o g n i t i o n e f e c t i n i m p r i n t e d h y d r o g e l s f o r t a r g e t m o l e c

19、 u l e d e p e n d e d o n t a i l o r e ds t e r e o - c a v i t y a n d c o m b i n e d p o i n t s , w h i c h w a s p r o v e d b y p o r o s i t y d i s t r i b u t i o n a n ds e l e c t i v i t y e x