聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶衍生物制备及其性质研究

摘要

本文首先利用乳液聚合法，合成制备了粒径较为均匀的P(NIPAM-co-AAc)(PNA)水凝胶微球，研究了其温度及pH敏感性质，并将这种水凝胶微球作为水溶性小分子药物吡啶硫酮钠(ZNP)的载体研究水凝胶对药物的控释性能；然后利用PNA水凝胶微球与金纳米颗粒(Gold nanoparticles，GNPs)制备了GNPs-PNA的草莓状复合颗粒，并研究了这种复合颗粒的光学性质及其温度响应性；最后合成制备了P(NIPAM-co-NVP)(PNN)水凝胶膜，通过原位生长的方式在PNN膜内部制备出形貌可控、稳定的长径比可调的金纳米棒(Gold nanorods，GNRs)，研究了这种复合结构的光学性质及温度响应性，并将GNRs-PNN复合膜结构作为拉曼基底，用于水溶液中尼罗兰A(NBA)的检测。具体工作内容如下：
　　 1.温度及pH敏感的水凝胶微球合成及其药物缓释研究：采用乳液聚合法，以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AAc)为功能单体，共聚制备了粒径较为均匀的水凝胶微球。该微球具有温度及pH双重敏感性，其最低临界溶解温度(LCST)随着pH及AAc含量的不同而改变。此外，本文还以吡啶硫酮钠(ZNP)为水溶性小分子药物模型，研究了该微球对该药物的负载及控释情况。研究显示，吡啶硫酮钠的载药量随着AAc的含量的增加而提高，并且通过改变环境体系的温度以及pH值可以有效控制药物的释放。
　　 2．GNPs-PNA复合颗粒的制备及其温度及pH敏感性质研究：将GNPs与具有温度及pH双重敏感特性的PNA凝胶微球进行组装，制备出GNPs-PNA复合颗粒，从而将凝胶的温度及pH敏感特性与GNPs的光学性质结合，通过改变温度或pH可以调节GNPs的局部表面等离激元共振(LSPR)吸收峰位置．利用透射电镜和动态光散射仪对GNPs-PNA复合颗粒的形貌和粒径变化进行了表征，借助分光光度计，通过测定浊度和吸收光谱的方法，分别研究了PNA微球和GNPs-PNA的温度及pH敏感特性。
　　 3．GNRs-PNN复合结构的制备及性质研究：采用种子生长法，在PNN膜内部原位制备出形貌可控、长径比可调的、稳定的金纳米棒。此方法说明，PNN水凝胶网络状结构在金纳米棒生长过程中起了重要的作用，不但可以用来吸附金离子，而且可作为金纳米棒可控生长的模板。水凝胶内部粒子生长的形貌受反应环境pH值以及凝胶的交联率影响。最终的复合结构既保留了PNN水凝胶的温度响应性，又结合了GNRs的光学性质，并且GNRs的等离激元共振峰可随温度变化而改变。此外，将GNRs-PNN复合膜结构作为一种表面增强拉曼基底用于检测尼罗蓝A。