基于滚环扩增技术的DNA水凝胶的设计与制备

DNA水凝胶是DNA分子链在水溶液中交联形成的三维网状结构,是生物技术及新材料领域的研究新热点。由于DNA分子卓越的特异性与可设计性,利用DNA分子形成具有拓扑结构的DNA水凝胶在实现水凝胶可设计性的同时也能具有智能响应性,在药物运输、生物传感等领域展现出广泛的用途,但该凝胶的制备仍然面临成本高昂及成胶效率低下等问题。滚环扩增技术作为一种新型的酶介导等温扩增方式,极大地节省了合成成本,同时也为单链DNA的有效扩增提供了新的方法,将凝胶的制备变得方便快捷,并且在此基础上赋予其独特的性质。本综述主要介绍了近年来基于滚环扩增制备的新型DNA水凝胶,并对其设计理念、形成机理、优势与难点进行讨论。     

高强超拉伸新型水凝胶的制备及性能研究

以合成的N,N′-双(丙稀酰)胱胺(BACA)取代目前广泛使用的交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),利用自由基溶液聚合的方法制备了一种新型聚丙烯酰胺水凝胶。使用场发射扫描电镜、傅里叶变换红外光谱等对其形貌、组成和结构进行了表征,系统研究和分析了BACA交联剂对水凝胶溶胀性能和力学性能等的影响。结果表明,与MBA交联水凝胶相比,BACA交联水凝胶具有更加致密的多孔结构和独特的二硫键,因此溶胀性较低,形态稳定性更好,抗拉和抗压强度更高,有良好的抗疲劳和自恢复性能,还具独特的应需溶解特性。     

两性离子水凝胶的制备及性能研究

研制了一种羧基化石墨烯GO和两性离子基团修饰的两性水凝胶(ZMPA),在不同温度下,利用水和不同盐类对ZMPA的吸水溶胀能力进行了系统研究。通过缔合作用而形成的两性离子水凝胶颗粒可在高温度和高盐度条件下,其溶胀能力将突然增加,这说明ZMPA对温度和盐度有着较为敏感的适应性。ZMPA在80℃时具有优异的封堵性能,封堵效率高达93.8%,而20℃时的效率仅为33.3%。羧基化石墨烯GO的加入可提高ZMPA的力学稳定性,同时可使ZMPA在外界环境pH发生改变时更好的做出响应。     

两性离子水凝胶的制备及性能研究

研制了一种羧基化石墨烯GO和两性离子基团修饰的两性水凝胶(ZMPA),在不同温度下,利用水和不同盐类对ZMPA的吸水溶胀能力进行了系统研究。通过缔合作用而形成的两性离子水凝胶颗粒可在高温度和高盐度条件下,其溶胀能力将突然增加,这说明ZMPA对温度和盐度有着较为敏感的适应性。ZMPA在80℃时具有优异的封堵性能,封堵效率高达93.8%,而20℃时的效率仅为33.3%。羧基化石墨烯GO的加入可提高ZMPA的力学稳定性,同时可使ZMPA在外界环境pH发生改变时更好的做出响应。     

聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,利用溶液聚合的方法制备了聚丙烯酰胺水凝胶。讨论了水凝胶在不同条件下的溶胀性能。结果表明,水凝胶具有良好的吸水性、吸盐性和吸脲性;在不同的pH条件下,表现出一定的pH敏感性。     

甲壳质类水凝胶的制备及性能研究

水凝胶是指具有高吸水保水性能的一种亲水性高分子材料。甲壳质类水凝胶的制备过程:把甲壳质溶解于醋酸溶液中,对得到的溶液进行过滤,然后加入戊二醛进行搅拌,最后放入恒温箱恒温一定时间后即得产品甲壳质类水凝胶。     

纤维素基水凝胶的制备及性能研究

在NaOH/尿素体系中,通过聚乙二醇二缩水甘油醚(polyethylene glycol diglycidyl ether,PEGDE)进行交联,成功地合成了纤维素——羧甲基纤维素钠的复合水凝胶。对水凝胶样品进行了流变测试,结果表明纤维素含量和交联剂用量的增加会使水凝胶的强度增强。酶降解实验表明水凝胶在酶的作用下能实现快速的降解。     

普鲁兰乙酸酯水凝胶的制备及性能

水凝胶在最近的几十年里,因为它们自组装形成的独特三维网络结构和性能而获得重视。水凝胶已在农业、工业、医学、石油化工、日用品和化妆品等领域具有广阔的应用前景。多糖酯及其衍生物具有易于形成特殊的高级结构的性质,可制备水凝胶。利用普鲁兰多糖的特性,合成了普鲁兰乙酸酯水凝胶(PAH),并对其溶胀率(SR)以及载药量、药物释放量进行了研究。结果表明普鲁兰乙酸酯水凝胶具有大量的微孔结构,具有较好的保水性,凝胶在碱性条件下具有较好的载药性,酸性环境下有较好的释药性能。     

水热法制备氮掺杂石墨烯水凝胶及其超电容性能研究

采用水热法,以三聚氰胺为氮源,制备了氮掺石墨烯水凝胶(H-NGH).H-NGH具有三维交联网状多孔结构,孔径大多在0.5～1μm.所得H-NGH的含水率为96.5％,含氮量8.61at％,且氮元素分布均匀,以吡啶氮和吡咯氮为主.将所得H-NGH用作超级电容器电极,表现出了优异的超电容性能.0.5 A/g电流密度下,H-NGH的比电容为335.5 F/g;从0.5 A/g到10 A/g,H-NGH的电容保持率为76.8％.10 A/g下,经20000圈循环,H-NGH的比电容未见衰减,库伦效率始终在100％左右.     

可注射PLLA-mPEG水凝胶的制备及性能研究

采用先核后臂方法,以季戊四醇引发丙交酯开环聚合制备了星型聚乳酸(PLLA),将末端羧基化的星型PLLA与聚乙二醇单甲醚(mPEG)反应,合成了一系列星型PLLA-mPEG共聚物。通过1H-NMR和GPC对其组成、结构及分子量进行了表征。采用试管翻转法得到了PLLA-mPEG共聚物水溶液的相转变温度,相变范围在20~66℃。水凝胶相变温度与mPEG分子量有很大关系,当mPEG分子量为350时,共聚物的相变范围为20~45℃。随着mPEG分子量增大水凝胶相变温度逐渐提高。利用激光粒度分析和染料探针方法证实了共聚物先自组装形成胶束,然后聚集使sol-gel发生相转变,疏水作用力是相变内在的驱动力。体外药物释放结果表明,星型PLLA-mPEG水凝胶对所包载的盐酸乌拉地尔具有明显的缓释作用,释药动力学满足一级动力学模型。     

超大多孔水凝胶的制备及吸附性能研究

以Na2CO3为发泡剂,聚(氧化乙烯/氧化丙烯)(PF127)为泡沫稳定剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发剂,利用发泡技术合成了羧甲基纤维素钠(CMC)接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)超大多孔水凝胶(SPH),并应用于处理阳离子红染料溶液.研究表明,该水凝胶具有超大多孔结构且具有良好的热稳定性;在m(AA)∶m(AMPs)=8∶2,w(MBA)=0.02%,w(Na2CO3)=65%,w(PF127)=0.2%时制得的凝胶吸蒸馏水倍率及吸0.9%盐水倍率分别达1 281、143 g/g,10 min时已基本达到溶胀平衡;该SPH对阳离子红染料溶液具有良好的脱色效果,脱色率达98%.     

基于废弃棉织物的水凝胶制备及其吸附性能研究

从废弃棉织物中制得羧甲基纤维素,进行交联聚合,得到新型水凝胶吸附剂,考察了水凝胶对亚甲基蓝的吸附去除性能。结果表明,最佳吸附实验条件为:水凝胶用量0.2 g,吸附温度25℃,pH 6时,水凝胶对亚甲基蓝溶液的吸附量可达0.26 mg/g。     

基于废弃棉织物的水凝胶制备及其吸附性能研究

从废弃棉织物中制得羧甲基纤维素,进行交联聚合,得到新型水凝胶吸附剂,考察了水凝胶对亚甲基蓝的吸附去除性能。结果表明,最佳吸附实验条件为:水凝胶用量0.2 g,吸附温度25℃,pH 6时,水凝胶对亚甲基蓝溶液的吸附量可达0.26 mg/g。     

铜纳米线复合有机水凝胶的制备及性能研究

采用乙二醇和水形成二元溶剂体系,并通过聚乙烯醇与十水合四硼酸钠之间产生动态交联作用赋予凝胶耐低温和自修复的功能,在聚丙烯酰胺和聚乙烯醇网络中引入铜纳米线,合成铜纳米线复合有机水凝胶.其在-40℃下储存5 h依旧保持良好的机械性能.基于聚乙烯醇的羟基与四羟基硼酸根离子之间的动态硼酸酯键,凝胶有着优异的自修复性能,其愈合效率可达93％.凝胶的拉伸应变可达15倍,拉伸应力为1.9 MPa,且在500％的宽应变范围内保持优异的电机械稳定性.     

水凝胶的制备及应用研究

水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料,以其含水量高、溶胀快、具有良好的生物相容性、对外界刺激具有良好的响应性等被广泛应用于很多领域,具有广阔的应用和发展前景。本文重点介绍了近年来水凝胶的制备方法,同时综合介绍了水凝胶在医药、工农业等领域的应用,并对其未来的发展进行了展望。     

热致散射水凝胶的制备及调光性能研究

以戊二醛交联的聚乙烯醇水凝胶为基体,掺杂具有临界溶解温度(LCST)特性的水溶性聚醚,制得了具有调光功能的热致散射聚醚/聚乙烯醇水凝胶。详细讨论了聚醚含量、水凝胶厚度、无机盐离子及离子半径对水凝胶调光性能的影响。结果表明,聚醚含量为0.51%时,聚醚/聚乙烯醇水凝胶(厚度3mm)浑浊态透过率逐渐接近0%,并且透明态和浑浊态的透过率对比度大于10。循环测试显示,热致散射聚醚/聚乙烯醇调光器件的封装工艺对器件的使用寿命和循环稳定性有一定的影响。     

麦饭石基新型纳米水凝胶的制备及性能研究

为进一步改善麦饭石在茶饮料中的吸附性能,采用聚N-乙烯基甲酰胺为插层剂,通过单体插层聚合法制备聚N-乙烯基甲酰胺/麦饭石复合材料。结果显示制备的表面改性后的麦饭石不仅对茶多酚具有较好的选择吸附性,同时具较好净水和杀菌的作用。与原始麦饭石相比,经过处理之后的负载麦饭石对茶饮料的澄清有着明显的效果,最佳吸附条件为25℃,麦饭石负载PVAm用量为0.9 g/L,吸附时间20 min。     

医用银离子抗菌水凝胶敷料的制备及性能研究

将纳米银与水凝胶两者性能结合,制备医用银离子抗菌水凝胶敷料,并对其性能进行研究。不使用分散剂,采用水凝胶的纳米孔吸附银离子的方式制备纳米银,使用壳聚糖、冰醋酸、纳米银、泊洛沙姆、碳酸氨、甘油六种试剂制备纳米银抗菌凝胶,并采用类似的方式制备纳米银抗菌凝胶敷料。分别对制备得到的水凝胶敷料进行UV-vis分析,并测试其抗菌性、溶胀性和生物相容性。实验结果表明,在不添加分散剂和还原剂的条件下,硝酸银可以被还原成纳米银,表明纳米银制备方法可行;水凝胶对大肠杆菌的最大抑菌圈为4.20mm左右,对葡萄球杆菌的最大抑菌圈为3.52 mm左右,均具有良好的抗菌效果,且纳米银的添加,更加增强了水凝胶的抗菌性;相较于其他甘油含量的水凝胶敷料,添加2%甘油的敷料具有更好的溶胀性;银离子抗菌水凝胶敷料具有较好的生物相容性,在促进细胞增殖分化方面具有无可比拟的优势。     

PVP/PAA共混水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,通过引发剂引发自由基聚合制备了聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯酸(PAA)共混水凝胶,讨论了聚乙烯吡咯烷酮用量、反应温度、引发剂含量及交联剂含量等条件对合成凝胶影响,并研究了其溶胀行为。实验结果表明,在合成过程中,凝胶时间随PVP的含量增多而延长,且乳白色深度逐渐加深;随引发剂的增加,产生乳白色时间及凝胶时间缩短;一定范围内随温度升高可凝胶时间降低;交联剂的用量对凝胶时间无明显影响。在PVP/PAA共混水凝胶体系中,当PVP质量分数为0.6%,PAA质量分数为16.4%,引发剂的质量分数为0.024%,交联剂的质量分数为0.016%时,水凝胶的吸水性最佳,且随体系p H变化,酸性条件下吸水性较差,在碱性条件下吸水性较好;当在Na Cl溶液中溶胀时,水凝胶的吸水性能随盐离子浓度增大而下降且达到一定浓度后,水凝胶的吸水性能趋于稳定,盐离子对其影响微弱。PVP/PAA水凝胶的吸水效率高,且表现出很强的吸水能力,并且具有成本低廉,应用广泛等特点。     

石墨烯水凝胶的制备及其吸附性能研究

通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用乙二胺(EDA)作还原剂,制得三维网状结构石墨烯水凝胶.利用紫外分光光度计考察了其对Pb2+的吸附性能,结果表明:120 min左右达到吸附平衡,并且在吸附剂用量为18 m g、氯化铅溶液质量分数为80 m g/L时,吸附效果最好,并且其吸附行为更符合准二级吸附动力...