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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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两性离子聚合物的研究进展
闫树鹏, 张冲, 吕华
2020, 33(1): 1-14. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181210001
摘要:
两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料。因其水化能力强、生物相容性好等特点,在生物医药等领域得到了广泛研究和应用。本综述首先对两性离子聚合物的性质、分类、合成等方面进行了简单的概述;然后针对两性离子聚合物在防污涂层、蛋白质改性、药物递送、膜分离材料等4个方面的应用介绍其研究进展;最后对两性离子聚合物未来的发展进行了简单的评述和展望。
基于超支化聚醚的纳米级超声造影剂
李婕, 黄平, 王琮, 杨少玲, 周永丰
2020, 33(1): 15-21. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190127001
摘要:
通过阳离子开环聚合合成了以超支化聚3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷(HBPO)为疏水核、聚乙二醇(PEO)为亲水性链段的两亲性超支化聚醚(HSP),将HSP作为壳材料制得一系列超声造影剂(UCA),即HSP-UCA。采用动态光散射仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、超声成像仪等对HSP-UCA的粒径及体内外超声成像效果等进行了表征和分析。结果显示:随着PEO臂长的增加,HSP-UCA稳定性增加,导致其浓度增加;当PEO臂长增加到10时,HSP10-UCA的浓度最高,其平均粒径为517.3 nm,悬液的六氟化硫(SF6)体积分数为9.12 × 10–3,体外超声半衰期为3~5 min,同时在兔心脏内的显影效果很好。HSP10-UCA是一种纳米级超声造影剂,具有很好的体内外超声显影效果。
Multiple Analytes Detection Based on Gold Nanoparticles and Fluorescent Oligonucleotides in One-Pot
ZHENG Bin, HE Kewu, CHENG Sheng, DONG Huaze, YU Yongqiang, HU Jinming
2020, 33(1): 22-29. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190124003
摘要:
Multiple analytes detection has been the main issue in the field of sensor. To achieve convenient preparation while retain the good sensitivity with little interferences, oligonucleotides (DNA) labelled by fluorescent dyes with different emission wavelengths were adopted as the sensing elements and gold nanoparticles (AuNPs) were selected as a quencher. In the presence of the target in the system, the formation of secondary structure induced by target binding onto aptamer will exclude fluorescent oligonucleotide from binding, releasing a signal-on sensor. Therefore, carboxyfluorescein (FAM) modified DNA adopted as the complementary strand for adenosine detection DNA and rhodamine (ROX) modified DNA complementary for potassium ions recognition DNA have been designed. It was observed that the detection range of adenosine was within 0−15 μmol/L with a detection limit of 387.9 nmol/L with the use of a 20 nmol/L recognition DNA, while the detection range can be enhanced to be 2−15 mmol/L with a recognition DNA concentration of 100 nmol/L. Therefore, the detection range can be simply tuned by changing the number of modified DNA on the surfaces of AuNPs. In the same way, the linear range of potassium ions was determined to be within 2−6 μmol/L and the detection limit was 1.6 μmol/L. Since the fluorescent signals of FAM and ROX present at 520 nm and 605 nm, respectively, the simultaneous detection of multiple analytes could be achieved by simply mixing and simultaneously detecting the fluorescence. The specificity of this method has also been verified using analogues controls. Adenosine could generate a signal with a strength of 5 folds higher than other structurally similar substances, while one third concentration of potassium ions of those analogues could create a signal with a strength of more than 2 folds than other similar ions.
刀豆球蛋白A诱导的葡聚糖纳米凝胶高层级自组装
徐源, 刘灵珊, 王灏, 窦红静
2020, 33(1): 30-38. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181124001
摘要:
基于葡聚糖这类结构明确的水溶性多糖,以接枝聚合诱导自组装法(GISA)制备得到具有交联结构的葡聚糖纳米凝胶。在此基础上,利用刀豆球蛋白A(Con A)与葡聚糖中葡萄糖单元之间的特异性识别作用,诱导葡聚糖纳米凝胶的高层级自组装,从而制备尺度可控的Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体。通过透射电镜、红外光谱、核磁共振光谱、等温滴定量热法等手段对高层级自组装体的粒径、结构和形貌进行表征,探讨了其高层级自组装的机理。此外,还探究了Con A以及Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体对人肺癌细胞A549的细胞毒性。结果表明:该自组装体的尺寸同葡聚糖与Con A的质量比直接相关;游离的Con A对A549细胞具有抑制作用,且Con A在参与高层级自组装的过程中生物活性保持不变。
钛金属表面骨诱导型可降解壳聚糖涂层的构建及生物活性调控
李海霞, 何宏燕, 董秀琳, 常铃雪, 刘昌胜
2020, 33(1): 39-45. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181219001
摘要:
纯钛片(Ti)首先通过喷砂酸蚀(SLA)形成SLA-Ti,然后经阿仑膦酸钠(ALN)亲水处理后形成ALN-SLA-Ti,最后以壳聚糖(CS)为涂层材料,通过静电喷涂(ES)将重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)快速、有效地载入钛片表面,构建载有活性因子的CS涂层来提高钛片表面的生物活性,进而促进钛片表面的成骨能力。利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜等对钛片表面形貌、细胞增殖及成骨分化能力进行表征。结果表明:构建的CS涂层具有多级孔洞结构,亲水且可降解;固载的蛋白质持续可控释放;载有rhBMP-2 CS涂层有利于细胞的黏附和增殖,明显促进细胞成骨分化。
形状记忆取向纤维膜的形状回复力调控
霍影, 王先流, 易兵成, 沈炎冰, 张彦中
2020, 33(1): 46-53. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190105002
摘要:
将生物可降解左旋聚乳酸(PLLA)与聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)通过稳定射流电纺(SJES)技术制备取向的PLLA/PHBV复合纤维,并评价了其形状记忆性能。基于形状记忆聚合物的形状编程原理,对该PLLA/PHBV取向纤维进行不同应变的高温拉伸和低温固定处理,得到不同拉伸应变的取向纤维,并对其形貌、拉伸力学、分子取向度及形状回复力等进行表征测试。结果表明:利用SJES技术制备的PLLA/PHBV取向纤维具有良好的形状记忆性能,形状固定率和形状回复率分别为(96.79 ± 0.64)%和(71.64 ± 8.87)%。经不同拉伸应变编程处理的PLLA/PHBV取向纤维的形状回复应力从0(ε = 0)分别增加到(5.32 ± 0.32)MPa (ε = 40%)、(7.63 ± 0.26)MPa (ε = 70%)和(9.24 ± 0.13)MPa(ε = 100%),证明通过改变拉伸应变可以实现对取向纤维形状回复力的调控。
γ-聚谷氨酸/壳聚糖纳米颗粒的制备及pH响应释放性能
任东雪, 陈鹏程, 郑璞, 徐志南, 卢松
2020, 33(1): 54-62. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181128001
摘要:
利用生物相容性良好的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和壳聚糖(CS)制备表面分别带正、负电荷的pH响应性纳米颗粒,并用其包载抗生素阿莫西林。利用动态光散射仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射和透射电镜对载药纳米颗粒的结构和形貌进行表征,考察两种纳米载体的pH响应释放药物能力及其对细胞的毒性。研究结果表明,带负电荷的纳米颗粒显示出更好的pH响应控释药物的能力。在模拟胃部环境下,载药纳米颗粒的粒径大小稳定在200~300 nm,药物释放量仅为25%。在中性至弱碱性的肠道细胞间隙下,其粒径增大到1 μm左右,药物释放量增加到85%。此外,细胞毒性实验表明该药物载体对细胞没有毒性,载药纳米颗粒对肠道细菌的抑制效果比游离药物的更好。
乙醇对碳纤维复合材料界面的影响
杨福挺, 杨冲冲, 李英昊, 郑震, 王新灵
2020, 33(1): 63-69. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190225001
摘要:
为了研究碳纤维复合材料(CFRPs)界面结构在乙醇作用下的变化,通过原位观察树脂和纤维尺寸,提出了一种CFRPs界面表征方法。利用碳纤维和环氧树脂制备横截面试样和层板试样,并用乙醇对其进行处理,接着采用环境可控原子力显微镜(ECSPM)对试样界面附近形貌进行原位升温表征,并通过短梁剪切试验分析试样的层间剪切性能。结果表明,经乙醇处理后,CFRPs界面附近树脂发生膨胀,并且试样在加热过程中发生显著的树脂收缩和纤维膨胀;乙醇处理对CFRPs的层间剪切强度和失效模式的影响并不明显。
高分子化紫外吸收剂的合成与抗紫外性能
蔡毅, 高凤翔, 张亚明, 周庆海, 王献红
2020, 33(1): 70-77. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190824001
摘要:
采用2,4-二羟基二苯甲酮(DBP)与环氧氯丙烷反应制备了2-羟基-4(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),并用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)等表征了HEB的结构。采用环氧丙烷(PO)连续进料方式提高了HEB的表观浓度,克服了HEB竞聚率较低的问题,实现了HEB与PO、CO2的三元共聚,制备得到数均分子量达3.0×104、分子量分布为4.77的基于HEB/PO/CO2三元共聚物的高分子化紫外吸收剂(PPCH),其中HEB单元的摩尔分数为0.9%。将PPCH、DBP分别与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混,配制成紫外吸收基团(2-羟基二苯甲酮,HBP)质量分数相同的PPC/PPCH以及PPC/DBP共混物。在氙灯老化120 h后,PPC/DBP共混物的表观数均分子量下降了36%,拉伸强度下降了26.4%;而在相同老化条件下,PPC/PPCH共混物的表观数均分子量仅下降了13.4%,拉伸强度仅下降了3.6%。通过50 ℃热水萃取120 h测定PPC/PPCH与PPC/DBP的吸光度表明PPC/PPCH共混物比PPC/DBP具有更稳定的紫外吸收性能。
胶原蛋白/纤维素纳米晶体敷料的制备及性能
周姝妤, 许淑琴, 梁李园, 陈敬华
2020, 33(1): 78-85. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181225001
摘要:
借助酸水解法和高碘酸钠氧化法制备氧化度为8.6%~51.3%的双醛化纤维素纳米晶须(DACs)。通过交替抽滤DACs-布洛芬(IBP)混合溶液和胶原蛋白(Col)溶液,制备Col/DACs-IBP多层复合膜。复合膜的结构与性质通过扫描电子显微镜、电子万能试验机和紫外-可见分光光度计进行表征。结果表明:DACs表面的醛基与Col的氨基在膜的多层界面处发生希夫碱反应,形成化学交联网络,导致层间结构更加均一、紧密;提高DACs和Col的分布均匀性以及DACs氧化度能显著改善膜的强度和透光性;最优拉伸强度达54.2 MPa,最优透光率为95.7%;复合膜内89.0%的IBP可在24 h内缓慢释放,且该膜在24 h内能有效促进细胞的黏附和增殖。
膦胺类稀土金属钇配合物催化十三烷二酸环乙撑酯与小环内酯共聚合
董婧晗, 杨珂, 于辉, 牛慧, 李杨
2020, 33(1): 86-92. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190130001
摘要:
以一种新型膦胺类稀土金属钇配合物(2,4,6-Me3C6H2NPPh2)Y(CH2C6H4NMe2-o2为催化剂,当十三烷二酸环乙撑酯(EB)与催化剂的物质的量之比为200时,采用一锅法在室温条件下实现了EB分别与δ-戊内酯和ε-己内酯的共聚合,制备了EB含量递变的聚酯共聚物。利用核磁共振(NMR)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)和广角X射线衍射(WAXD)等对共聚物进行了表征,研究了共聚物的序列结构、结晶性能及热性能。结果表明:反应24 h单体转化率即可达80%~90%。所得共聚物具有明显的嵌段结构,无规度(R)低(0.25~0.36),且嵌段结构可显著提升共聚物的热稳定性。
基于聚醚胺改性的WPU/MMT纳米复合乳液
孔子文, 单宁, 伏阳, 苏毅, 周忠武, 东为富, 张胜文
2020, 33(1): 93-97. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181213001
摘要:
采用聚醚胺(PEA)对蒙脱土(MMT)进行插层改性,通过离子交换制备了聚醚胺改性蒙脱土(PEA-MMT)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)表征PEA-MMT的化学结构和层间距。通过在水性聚氨酯(WPU)预聚体乳化过程中引入PEA-MMT的方法,制备WPU/PEA-MMT纳米复合乳液,探究了PEA-MMT的引入对WPU的微观形貌、力学性能、吸水性和透氧性的影响。结果表明:PEA-MMT在WPU膜中均匀分散,且呈插层结构;同时PEA-MMT的引入有效提高了WPU的力学性能,降低了WPU的吸水率及透氧率。
高强度丝蛋白/聚乙二醇冻凝胶的制备和表征
唱焕良, 邵长优, 孟蕾, 杨俊
2020, 33(1): 98-104. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181112001
摘要:
以聚乙二醇为交联剂,通过简单的冷冻融化过程制备了一种具有多孔结构的丝蛋白(SF)/聚乙二醇(PEG)高强度冻凝胶材料。利用红外光谱、扫描电镜和万能材料试验机等研究了该冻凝胶的构象转变、微观形貌、力学性能和溶胀行为。结果表明,PEG的加入可以促进SF分子链向更加稳定的结晶构象转变,并且冻凝胶的微观形貌和力学性能通过调节冷冻温度(TFreeze)、PEG用量(mPEG/mSF)和SF质量分数等进行调节。在TFreeze=−20 ℃、wSF=0.16、mPEG/mSF=0.50的条件下,该冻凝胶可以压缩至90%以上,并能承受3.5 MPa应力而不发生永久性形变和破裂,其压缩模量可高达0.44 MPa。循环压缩实验表明该冻凝胶具有出色的回复能力,拉伸测试表明其杨氏模量和韧性可分别达到4.15 MPa和680.81 kJ/m3。此外,该冻凝胶的孔状结构分布均匀、互相连通且溶胀性能优异。