ph-温度双重敏感性水凝胶的制备及溶胀性能研究

凝胶材料。考察不同单体甲基丙烯酸（MAA）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）配比对pH和温度的响应能 力，探究其溶胀性能。结果表明，不同配比的水凝胶具有双重敏感性。NIPA含量不同时，对于LSCT温

度有影响，MAA含量不同时，在酸性条件下溶胀率较大。结论，NIPAM-co-PMAA水凝胶有望成为药物 体。关键&:水凝胶；pH-温度敏感性；甲基丙烯酸；N-异丙基丙烯酰胺中图分类号：TQ427.26 文献标志码：A

文章编号：1004-275X（2020）001-056-03Preparation of Hydrogels with Double Sensitivity of pH-temperature and Research on theSwelling PerformanceLou Tingting, Cui Lujuan-, Yu Jin', Li Zhiying, Li Qiangwen（Chemical Engineering College, Northwest University for Nationalities, Gansu, Lanzhou 730124）Abstract： Hydrogels with double sensitivity of pH and temperature are prepared. NIPAM-co-PMAA

hydrogel materials were prepared by radical polymerization reaction. The reaction ability of different ratios of monomer methacrylic acid （MAA） and N -isopropylacrylamide （NIPA） to pH and temperature was investigated, and its swelling performance was investigated. The results show that hydrogels with different ratios have double sensitivities. Different NIPA contents have influence on LSCT temperature, and different

MAA contents have larger swelling rate under acidic conditions. The conclusion is that NIPAM-co-PMAA

hydrogel is expected to become a drug carrier.Key words： hydrogel % pH-temperature sensitivity; methacrylic acid N-isopropylacrylamide.%的不 和 ， 水平不捉高，现代人的均寿也在不的 ，在 的 。$大 。千，自

通的 大

体，对体

的 不 人的 温度、pH ,孕性 有 性的 ，在体内的 不能 ，有量的 才能 由于 识别，会对正常细胞产 ，给病患带来很多的痛苦 过 的 就会不 ，得不预期的 效果，不能抑制 细胞的扩散。传统的给方式 现适量 病细胞，导致不能 佳药物利和 效果。智能型高 子 体可以利 对 的的。E高pH、温度响应现对 的控释， 现靶给，提高 效果，减患者的痛苦叫人体的正常组织 ，肿瘤细胞会异常 ，血管 其提供够的营养物质和氧气，肿瘤细胞通过糖酵来产能量供其繁殖，在此过程中会代谢大量乳酸。因此，相比 正常组织的pH值（7.4），肿瘤细胞 溶 体 （pH值 5.0~5.5）及其组织外的pH值（6.5~ 7.2）具有微酸性 聚甲基丙烯酸（PMAA）种pH敏感聚合 ，在酸性介质中，MAA 子中的j基（COOH）的在会形成疏水 ，阻止水子的 冈。聚（N-异丙基丙烯酰） （PNIPAM）水凝胶具有最低临界溶温度 （LCST），约 34°C，在LCST时在相转，在 LCST以下呈亲水性，在水中迅速溶胀；在LCST 以上时，水凝胶 的水会被排挤出，因， 呈疏水性叫由于LCST处于体温，所以适合用 于温度响应水凝胶是一种能够大量吸收水 性质柔软、有 形的高吸水性高子聚合物材料， 通过 力 相成 孔具有激响应特性的高子水凝胶属于智能型材料的畴，其智能 指其 和功能可随外界条件的 自地和 冈。聚（N-异丙基丙烯酰胺）

（PNIPA） 温敏水凝胶在低临界溶温度 （LCST）时 亲水性-疏水性的可转变，表

-56 -2020年1月云南化工Yunnan Chemical TechnologyJan.2020实验方法2.1 制备单体配比不同凝胶BIS 为交联剂 SDS 为

活性剂，KPS为 剂 了 PNIPA-co-MAA 水凝胶。 1 NIPA、BIS、SDS、MAA, 水30mL溶解，通入\" N?充分 ，KPS水溶 10mL, 70应3h,得 的 【 用水分析（分子为8000-14000）1 I ,重表1 不同单体配比PNIPA-co-MAA水凝胶的投料量编号NIPAMAABISSDSKPS”(NIPA)//g/mL/gCgCg$MAA)10.5680.43

0.020.020.051：120.5680.860.020.020.051.5：131.1360.43

0.020.020.051：1.540.5681.720.020.020.052：15

2.272

0.43

0.02

0.02

0.051：22.2水凝胶的温度敏感性测定一定量的干凝胶，分别置于不同温度（30。 C、34#C、38#C、42。C）的去离子水中，等溶胀 1h 凝胶， 水分，量， SR= /md2.3 水凝胶的 pH 敏感性测定一定量的干凝胶，分别置于不同pH （1、2、3、4、5、6、7）的溶中，溶胀1h 凝胶， 水分， ， Sr=（ms-m&） /m&3 实验结果分析3.1 不同温度的溶胀率1. n(NIPA)/n(MAA)=l：l; 2. n(NIPA)/n(MAA)=1.5：1;3. n(NIPA)/n(MAA)=1：1.5; 4. n(NIPA)/n(MAA) =2： 1;5. n(NIPA)Cn(MAA)=1：2图1 温度对溶胀率的影响由 1 ，不同 不同温度的溶胀 不同。1 ：1 的水凝胶性 对 ， 温度化 35。C 为 ， 同有温度 NIPA 含 高， 温度 高3.2 不同 pH 的溶胀率由 2 ， 不同 不同 pH 的溶胀 不同， 有 的 酸性， 着 MAA 对含 的 ，往后移动。1. n NIPA)/n MAA)=1：1 2. n(NIPA)/n(MAA)=1.5：13. n(NIPA)/n(MAA)=1：1.5; 4. n(NIPA)/n(MAA) =2： 1;5. n(NIPA)/n(MAA)=1：2图2 pH值对溶胀率的影响4结论本实 成不同 pH-温敏双重敏性水凝胶， 研究不同 体含 对 pH 温度的 响 实 ， NIPA 含 高， 温度MAA 含 ， pH体温度 ， pH 为酸性 溶胀性 ，合药物载体作 ，有望作为药物载体使（下转第60页）-57 -2020年1月第47卷第1期1.2云南化工Yunnan Chemical TechnologyJan.2020Vo1.47,No.l10.8M 0.60.40.20100150200250300样本数据

图1 SVM校正前后误差值对比检测精度影响的实验分析[J].化工自动化及仪表,2017,6：

参考文献：⑴国军，申龙涉•原油含水率测量技术现状与发展[J]•当代化

568-571.[12] Lu N,Liu Y. Application of support vector machine model

工，2012,41(1) : 59-62,72.in wind power prediction based on particle swarm optimization [J]. Discrete and Continuous Dynamical

⑵孙 ⑶

水率测量方法的研究[J].计算机与数字工程，2013,41(7) : 1207-1209.Systems-Series S, 2015,8(6):1267-1276.水率的研究#J%.传感技术黄 .

学报，2006,6： 2544 - 2546.[13] Li C,Li S,Liu Y. A least squares support vector machine

model optimized by moth -flame optimization algorithm for annual power load forecasting [J]. Applied Intelligence,

[4] [5] 赵展 ⑹

胡国清.油水混合物含水率在线检测技术最新研究进

展[J].传感器与微系统，2009,28(10) : 5-8+11.2016 + 45: 1166-1178.[14] 董鹏敏，吕沛志，江接波，等.双组份矿化度对高含水原油含水

影响的试研究[J]•传感器

王. 水化度检测的地球物理测井方支持向量机的传感器的非线性法[J].地球物理学进展,2002,17(3) : 551-558.正[J].计算机测量与控制，2011,19(1) : 243-245.2019,36(4)：59-62.收稿日期：2019-12-12[7]吴国忠，穆磊•微波

气储运，2009,28(7) : 35-37.水 公式的推导[J].油⑻ 董鹏敏，赵波，艾绳勇，等•原油储罐油水界面动态检测系统 基金资助：陕西省自然科学基础研究计划-重大基础研究项目

的研究[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2013,28⑶: 2016ZDJC-11)；西安石 大学硕士研究生

项目(项目编号2015cx140430)基金34-37.[9] 董鹏敏，江接波，吕沛志，等•基于BP网络的原油含水率检测

误差校正方法[J].现代制造工程,2019,3:96-101.作者简介：董鹏敏(1961-),男，工学硕士，教授；主要从事

[10] 董鹏敏,肖艳鹏,管争荣,等&化度对微波含水率传感器测

量精度影响的研究[J].自动化仪表,2017,38(11):80-83.石油装备设计制造及 的研究。通信作者：叶子浩(1992-),男，硕士研究生；主要从事石油

[11] 董鹏敏，李晓辉，田宝，等.温度对高含水 水率传感器

装备设计制造及其自动化 面的研究。(上接第57页)参考文献：[1] 王慧萍.pH-温度双敏型水凝胶药物载体的制备和研究[D].6

西大学,2017.物释放[J].现代化工,2009,29(S2)：98-101.[7]周晓咪，孙晓然.pH、温度敏感型智能水凝胶的研究进展[J].化

学世界,2013,54(12):747-750.[2] 杨燕，周亮，舒婷.pH敏感型药物载体材料的研究进展[J].化学

工程师,2015,29(10):37-39+50.收稿日期：2019-12-30基金项目：西北民族大学国家级大学生创新创业训练计划资助

[3] 陈海燕+顾月清，胡育筑.pH及温度双重敏感性纳米粒水凝胶

的制备及表征[J].中国药科大学学报,2007(01):25-29.项目(项目编号：201910742086)；西北民族大学中央高校基

[4] 黄海龙.刺激响应性高分子水凝胶的制备、研究及其在生物医

药和电子器件中的应用[D] •华东师范大学,2018.本科研业务费资金(项目编号：XBME-BYL19029).作者简介： 婷婷 1998- 感性水凝 料通讯作者：崔璐娟(1981-),女，高级实验师，研究方向：高

大学生 研究 双重敏[5] 赵海汎，孙瑞敏，赵辉•智能型高分子水凝胶合成的研究进展[J].

广州化工,2014,42(17):13-15.⑹ 何江丿11，徐建.P(NIPA-co-NVP)温敏凝胶微粒的相变性能与药分子 料的 性能研究-60-