黄山石耳多糖水凝胶的构建及特性研究

发布时间：2020-07-09 20:56

【摘要】：石耳(Umbilicaria esculenta(Miyoshi)Minks)是一种由真菌和藻类共生形成的复合体,属地衣门石耳科石耳属,黄山石耳多糖(HSSE)是从黄山石耳中制备的多糖组分。本论文在多糖HSSE/氢氧化钠/尿素体系中,以环氧氯丙烷(ECH)作为交联剂构建多糖基水凝胶,并在多糖基水凝胶基础上制备温度敏感水凝胶,阐明这些水凝胶的理化性质,拓展多糖HSSE在生物材料领域的应用范围。实验结果如下:(1)采用高分子技术的方法,研究氢氧化钠与尿素配比及温度对多糖HSSE溶液稳定性的影响。结果表明,低温(10°C)下,多糖HSSE在6 wt%氢氧化钠/4wt%尿素溶液中单分散体与聚集体比最高为1.18,粘度为107.6 cm~3·g~(-1),体系主要以单分散体包合物构成,溶液最稳定,为后期水凝胶的构建提供稳定的多糖溶剂。(2)在氢氧化钠/尿素体系中,通过引入环氧氯丙烷作交联剂,制备多糖HSSE水凝胶。流变结果表明:多糖HSSE/环氧氯丙烷体系的溶液-凝胶转变是多糖HSSE浓度、环氧氯丙烷含量、温度与时间的函数关系。体系中多糖HSSE浓度从8 wt%升高到12 wt%,凝胶点从28 min缩短到22 min。环氧氯丙烷含量从10%升高到14%,凝胶点从36 min缩短到22 min。温度升高使体系的凝胶化时间缩短。FT-IR结果显示,多糖HSSE水凝胶中多糖特征吸收峰在3400 cm~(-1)和2900 cm~(-1)处;环氧氯丙烷特征吸收峰在1460 cm~(-1)和856 cm~(-1)处,这些特征峰出现证明了多糖HSSE与环氧氯丙烷存在于凝胶体系中,整个网络结构已成功构建。SEM结果显示,水凝胶内部为多孔结构,孔径范围在6-50μm之间,且孔洞大小与多糖HSSE和交联剂浓度密切相关。溶胀结果显示,多糖浓度从8 wt%升高到14 wt%,水凝胶的溶胀率从17.7 g/g下降到9.7 g/g;交联剂含量从10 v/v%升高到14 v/v%,水凝胶溶胀率从15.3 g/g下降到10.3 g/g。多糖HSSE水凝胶的保水能力随着多糖和环氧氯丙烷含量的增加而升高。胞外毒性实验证明多糖HSSE水凝胶没有细胞毒性作用。(3)在纯多糖HSSE水凝胶基础上,通过引入聚(N-异丙基丙烯酞胺)(PNIPAAm)制备温度敏感型水凝胶(IPN)。在IPN水凝胶中第一层网络(多糖HSSE)主要起结构支撑作用,第二层网络(PNIPAAm)主要贡献于温度敏感性。SEM结果表明,IPN水凝胶具备更加紧密的三维网络和均匀的多孔结构。FT-IR和TGA结果表明,第一层网络和第二层网络是相互独立存在的,二者之间存在很强的氢键作用但没有新的化学键的形成。DSC和溶胀结果表明,IPN水凝胶最低临界温度(LCST)出现在32°C附近,当温度高于LCST,IPN水凝胶迅速收缩,溶胀率显著下降,表现出典型的温度敏感曲线。以牛血清蛋白作为模型药物的体外释放行为结果显示,药物释放速率与释放量随IPN水凝胶中PNIPAAm含量升高而增加,最大释放量为91.5%。当温度在37°C时(高于LCST),IPN水凝胶的药物释放速率恒定,温度在25°C时(低于LCST),IPN水凝胶出现爆释现象。胞外毒性实验证明了IPN水凝胶无细胞毒性,体现良好的生物相容性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ427.26
【图文】：

黄山石耳多糖水凝胶的构建及特性研究

黄山石耳Fig1.1UmbilicariaesculentafromHuangshanMountain

形貌,表征方法,水凝胶

相互作用的结果。回缩力主要与水凝胶内部三维网络分子链交而水合热力是由聚合物亲水性决定的。因此，通过先进技术对进行表征，进一步了解结构与性能之间的特殊关系变得非常重水凝胶形貌、结构、溶胀行为以及环境响应等关系的技术主要流变法、光谱分析、显微以及量热法等（图 1.2）。

路线图,论文研究,路线图,水凝胶

以纯多糖 HSSE 水凝胶为基础，通过互穿聚合网络技术引入高分子 PNIPAAm，制备具有温度响应性的水凝胶。研究结果有助于多糖 HSSE 水凝胶更好地应用于重金属离子吸附、药物释放、组织工程等生物材料领域，拓展多糖 HSSE 应用范围。1.6 论文研究技术路线图

【参考文献】