实验一附件-智能高分子水凝胶的制备及药物控释实验讲义

华中师范大学化学学院国家级化学实验教学示范中心智能高分子材料的制备及药物控释Email:caoyu@电话郁2时间安排学生找好试验台面，确定本小组组长，教师介绍要求和评分规则（两人一组，预习报告，实验操作，实验报告，卫生整理），简单介绍本实验的反应机理和原料，8:00-8:308:30-9:00溶液配制：0.02g/mL壳聚糖溶液50mL，含10mg氯己定的壳聚糖溶液18mL，0.015g/mL的羟乙纤溶液20mL，0.3g/mL的β-甘油磷酸二钠2mL。冰浴至2-4℃9:00-10:00凝胶的制备:取含氯己定的壳聚糖溶液18mL，在冰浴滴加（1滴/秒）β-甘油磷酸二钠溶液和羟乙基纤维素溶液8mL，搅拌；取3mL和9mL分别入37℃水浴中10:00-16:00药物释放：将有3mL凝胶加入7mLPBS，置于恒温水浴振荡，1小时取样15:00-16:00学生在H343测试黏度，并打扫卫生。16:00-17:00学生在H207测试紫外，并打扫卫生，完成签到。回H520清洗玻璃仪器14:00-15:00在凝胶制备完成后，学生在H215测试强度，并打扫卫生。智能高分子材料

智能(Intelligent)或灵巧(Smart)材料是指对环境具有可感知、可响应，并具有功能发现能力的新材料。智能高分子是其中一类当受到外界环境的物理、化学乃至生物信号变化刺激时，其某些物理或化学性质会发生突变的聚合物。智能聚合物也常被称为“刺激响应性聚合物”、“环境敏感性聚合物”等，其研究的重点多在聚合物水溶液、水凝胶及其表面等。研究背景多糖温敏水凝胶多糖有丰富的羟基易形成氢键，在有规立构的立体结构中，分子链间的氢键作用或分子链内稳定的螺旋构型而形成氢键的网络结构。多糖水凝胶由于其天然无毒、较好的吸水保水性、生物可降解性、良好的生物适应性而作为一种新兴的优异药物载体。水凝胶可封装浓度较高的药物通过缓慢释放而大大的延长药物作用时间、提高药效。温度敏感型水凝胶具有与人体体温比较接近的溶胶-凝胶转变温度，在体内处于凝胶态，更缓慢的释放药物。研究背景实验目的1.掌握溶胶-凝胶法制备可逆凝胶的方法及高分子温敏凝胶转变的原理；2.掌握测定高聚物流体的流动曲线及凝胶强度3.通过制备凝胶控释药剂及释放检测，理解药物缓控释原理。4.

熟悉数字式旋转黏度计、万能测试仪、紫外可见光分光光度计的使用研究背景教学设计实验原理

随着pH的增加，H+浓度不断降低，壳聚糖的-NH3+不断发生去质子化，-NH3+数量不断减少，从而导致分子链内及分子链间的静电排斥力不断减小，当壳聚糖分子链之间的静电排斥力降低到一定程度时，壳聚糖分子链之间就会相互聚集靠拢，最终使壳聚糖从溶液中析出。

而向壳聚糖溶液中加入呈碱性的β甘油磷酸钠时，β甘油磷酸钠的甘油基团与水分子之间通过氢键形成结合水围绕在壳聚糖分子链周围，从而在壳聚糖分子链周围形成水壳层，阻止壳聚糖分子链相互聚集，进而防止壳聚糖从溶液中析出。研究背景试剂与仪器试剂壳聚糖、蒸馏水、β甘油磷酸钠、羟乙基纤维素、氯己定仪器常规玻璃仪器、恒温震荡器、磁力搅拌、剪切乳化器数字式旋转黏度计、万能测试机、紫外可见光分光光度计研究背景实验步骤（温敏凝胶）一、溶液配制：（8:30-9:00）1.在50℃下，配制浓度为0.02g/mL壳聚糖溶液50mL（+300μL醋酸）；2.取0.02g/mL壳聚糖溶液18mL，加入10mg氯己定，在50℃下，搅拌至完全溶解；3.配制浓度0.0075g/mL的羟乙基纤维素溶液20mL，放入冰浴冷却；4.配制0.3g/mL的β-甘油磷酸二钠2mL水溶液，放入冰浴冷却；5.将上述溶液置于冰浴冷却，溶液温度降至2-4℃。二、凝胶制备：（9:00-10:00）1.取含10mg氯己定的壳聚糖溶液18mL，在冰水浴（2℃）和搅拌的情况下缓慢滴加2mLβ-甘油磷酸二钠水溶液（1滴/秒），继续搅拌15min，然后缓慢滴加（1滴/秒）羟乙基纤维素溶液8mL，继续搅拌5min；取3mL和9mL左右分别至不同样品瓶中，放入37℃水浴中（为了加快凝胶化，可升温到60℃），观察其状态变化，直至倒置半分钟不流动，记录凝胶化时间。（凝胶拍照）研究背景实验步骤（温敏凝胶）二、凝胶制备：（9:00-10:00）2.取壳聚糖溶液18mL，不加β-甘油磷酸二钠水溶液，重复步骤（二）1，观察其状态变化。（对比凝胶拍照）三、凝胶测定5.用万能测试机测定水凝胶的强度（11:00）6.采用旋转黏度计，测定水凝胶的黏度变化规律，绘制其黏度-剪切速率曲线，绘制其黏度-剪切速率曲线。观测其变化规律。（14:00）研究背景实验步骤（控释药物）1.绘制氯己定标准曲线分别精确量取浓度为0.lg/L的氯己定溶液4、6、8、10、12、16、20mL置于l00mL容量瓶中，加水稀释至刻度，配制成浓度分别为4、6、8、10、12、16、20ug/mL的氯己定水溶液。然后分别测定其在256nm处的紫外吸收强度。然后以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。研究背景实验步骤（控释药物）载药水凝胶的制备及药物释放（教室H520）（11:00-16:00）将有3mL凝胶的小瓶加入7mLPBS(pH=7.4)缓冲溶液，置于恒温