基于聚氨基酸聚多糖凝胶的合成及其电活性

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1、THESYNTHESISANDELECTROACTIVEOFPOLY(AMINOACID)／POLYSACCHARIDE-BASEDHYDROGELADissertationSubmiaedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByWangXiaoYahSupervisor：Prof．LiangRuiApril，2014摘要m0咖哪咖叭帅呲吣m帆Y25

2、50345本论文以羧甲基壳聚糖CMCS和聚天冬氨酸PASP为基体，设计和合成了一类可生物降解的天然高分子复合物体系，探索其p14响应性和电响应性。通过简单的溶液共混，在温和的条件下制备了可生物降解的PASP／CMCS水凝胶。为提高凝胶强度，CaCl2和乙二醛为复合交联剂以形成离子．共价交联半互穿网络型凝胶。红外光谱和扫描电镜分析了复合凝胶的结构和形貌，并讨论了原料配比、交联剂用量、pH和离子强度对复合凝胶溶胀性的影响。结果表明，在磷酸缓冲溶液PBS中溶胀行为为非Fickian扩散，在NaCl溶液中为Fickian扩散。复合凝胶在CMC

3、S／PASP=4／4、CaCl2／乙二醛=1wt％／2wt％有最大平衡溶胀度；具有较好的pH敏感性，在碱性溶液中有较高的溶胀度。在非接触直流电场下，不同pH值的PBS和不同离子强度的NaCl溶液中研究了复合凝胶的电响应性。PASP／CMCS复合凝胶的弯曲方向、弯曲速度和平衡弯曲角度受pH值、离子强度和电压的强烈影响。由于它的天然两性，依据周围的pH值，水凝胶可弯向阳极(pH<5)或阴极(pH25)。在NaCI溶液中，它先弯向阴极，然后恢复并最终弯向阳极。而且，在I=0．2MNaCl溶液中有临界弯曲角度1000。适量的原料配比和交联剂，

4、可增加其弯曲角度。聚多肽和聚多糖凝胶良好的电响应凝胶可潜在做为微传感器、驱动器和药物缓释系统，尤其在生物医药领域。以过氧化氢．抗坏血酸为引发体系，利用水溶液聚合法合成了PASP和CMCS接枝共聚丙烯酸／皂土三维网络复合凝胶PASP／CMCS．g．PAA／皂土。红外光谱和扫描电镜分析了复合凝胶的结构和形貌，并探讨了复合凝胶溶胀性。结果表明，在PBS和NaCI溶液中溶胀行为均为非Fickian扩散。复合凝胶的溶胀度受AA、皂土、交联剂及引发剂用量的强烈影响；具有较好的pH敏感性，在碱性溶液中有较高的溶胀度；与PASP／CMCS复合凝胶相比

5、，其平衡溶胀度显著提高。采用水溶液聚合法，合成了可生物降解PASP／CMCS．g．PAA／皂土水凝胶。在非接触直流电场中，研究了复合凝胶的电刺激响应行为。结果表明，复合凝胶的弯曲方向及弯曲角度依赖于AA、皂土用量及溶液的pH和离子强度、电压。与PASP／CMCS复合凝胶相比，显著提高了杂化凝胶的响应行为、机械强度及抗疲劳性。Il关键词：聚天冬氨酸，羧甲基壳聚糖，电活性凝胶ABSTRACTInthisstudycarboxymethylchitosan(CMCS)andpoly(asparticacid)(PASP)-based,ase

6、riesofbiodegradablenaturalpolymercompositesystemwasdesignedandsynthesized，exploreditspHresponsivenessandelectricalresponsiveness．BiodegradablePASP／CMCShydrogelswerepreparedbysimplesolutionblendingundermildcondition．Toenhancethehydrogelstrength，CaCl2andglyoxalweretakenaS

7、bi-crosslinkingagentstoformionicandcovalentcrosslinkingsemi-interpenetratingpolymernetwork(semi-IPN)hydrogels．ThestructureandmorphologyofhydrogelwereanalyzedbyFTIRandSEM．Theeffectsofcomponentratio，cross．1inkingagentdosage，pHandionics仃engthontheswellingpropertiesofhydrog

8、elswereinvestigated．Theresultshowedthattheswellingbehaviorisnon-Fickiandiffusioninphosphatebuffersolution(PBS)