双重响应性生物基自修复凝胶的制备及其性能

为拓宽多重响应性凝胶在生物医学领域中的应用,本文基于生物大分子构筑具有p H响应、糖响应性的可自修复性水凝胶。本文选用3-氨基苯硼酸(APBA)和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(CHGTA)分别对聚谷氨酸(γ-PGA)和瓜尔胶(GG)进行改性制备了聚谷氨酸-g-氨基苯硼酸(γ-PGA-g-APBA)和阳离子瓜尔胶,在此基础上,对γ-PGA-g-APBA和阳离子瓜尔胶进行物理共混制备生物基凝胶。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(1H NMR)和流变仪对聚合物化学结构、接枝率、流变性能和力学性能进行表征,并考察了凝胶在不同p H值及糖浓度下刺激响应性。结果表明,凝胶具有自修复性,修复效率可达100%;具有p H响应性,在环境p H值较高时更易形成凝胶,且凝胶强度随p H值升高而增大;同时所制凝胶具有糖响应性,在4 g/L的葡萄糖溶液中浸泡后即可导致凝胶解体。这些结果说明功能基团APBA的引入可赋予凝胶多重响应性。所制的双重响应性生物基凝胶具有良好的生物相容性,有望应用于生物医学、功能器件、传感等领域。