温度敏感型淀粉基聚合物载体的制备、表征及性能分析

本研究以木薯淀粉为原料制备了温度敏感型聚合物载体(PEG-St-R),并用于探究缓释机制和一定的温度响应性。首先以异丙基缩水甘油醚作为疏水基团和温敏性基团,制备了疏水性木薯淀粉聚合物(St-R),然后将聚乙二醇(mPEG)作为亲水基团,通过酯化反应成功制备了温度敏感型木薯淀粉基聚合物(PEG-St-R)。并利用芘的荧光探针法对聚合物的自组装行为进行了表征,发现聚合物的临界胶束浓度(CMC)为0.339 mg/mL。用透射电镜辅助观察其形貌特征,能明显的观察到聚合物组装形成球形结构,并进一步测定胶束的粒径,粒径集中分布在28和122 nm附近。此外,通过负载功能性成分姜黄素以探究其负载性能,当材料投入100 mg,姜黄素投入量为14 mg时,胶束有最大负载量,负载量为18.47%。在不同温度下磷酸缓冲溶液(PBS)中探究累计缓释量的变化,通过缓释曲线可以较明显地观察到负载胶束在60 h内,37 ℃环境中的胶束累计释放量达到了43.9%,25 ℃环境中的负载胶束累计释放量只有34.7%,展现出良好的温度敏感性能。为木薯淀粉功能化和纳米胶束载体的制备提供了理论基础,并为制备温度敏感型淀粉基聚合物载体提供了良好平台。     

水凝胶的研究进展及在生物医学方面的应用

在过去的几十年里,水凝胶的制备及其应用在很多领域都取得了重大进展。水凝胶因其特殊的三维网络结构和良好的理化性能,成为一类具有广泛应用前景的高分子聚合物材料。主要介绍了水凝胶研究进展,以及由于它的高吸水性和生物相容性等特性在生物医学方面的应用。     

淀粉纳米颗粒的高效制备及吸附性能

以木薯淀粉为原料,在微波和超声波双外场的作用下采用沉淀法制备淀粉纳米颗粒(starch nanoparticles,SNPs)。通过动态光散射仪(dynamic light scattering,DLS)、场发射扫描电镜(scanning electronic microscope,SEM)、原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)、比表面积分析仪(Brunner-Emmet-Teller,BET)对SNPs进行表征,考察了SNPs对番红花红T的吸附机理,进一步考察了时间、吸附剂的投加量、粒径对吸附的影响。结果表明:SNPs具有较好的球形形貌,是V型淀粉晶体结构,Zeta电位值为-23. 7 m V,比表面积大大增加。在番红花红T的质量浓度为200 mg/L,吸附时间为60 min,温度为298. 15 K的条件下,投加20 mg平均粒径为40 nm的SNPs,吸附量可达115 mg/g。SNPs对番红花红T的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

微波-超声波辅助制备木薯淀粉纳米颗粒及其特性表征

以广西特色资源木薯淀粉为原料,微波超声波辅助制备了木薯淀粉纳米颗粒。采用动态光散射技术考察了淀粉乳浓度、微波超声波处理功率、微波超声波处理时间、料醇比(淀粉溶液与乙醇体积比)、淀粉溶液的滴加速率、滴加淀粉溶液的过程中微波超声波功率对纳米颗粒尺寸及多分散系数(PDI)的影响,获得了制备木薯淀粉纳米颗粒的最优条件:淀粉乳浓度20 mg/mL,微波超声波处理功率为24:500 W:W,微波超声波处理时间是50 min,料醇比1:8,淀粉溶液的滴加速率是20 mL/min,滴加淀粉溶液过程中微波超声波功率为24:300 W:W。通过傅里叶红外光谱、场发射扫描电子显微镜、X-射线衍射仪对木薯原淀粉和最优条件下合成的木薯淀粉纳米颗粒进行了表征。研究了淀粉纳米颗粒的溶解度、溶胀度、吸水率、吸油率等理化性质。结果表明,木薯淀粉纳米颗粒球形形貌较好,尺寸分布较均一。晶型由A型变为V型,相对结晶度明显降低。与木薯原淀粉相比,淀粉纳米颗粒的溶解度由0.9%提高到78.3%、溶胀度由4.166%提高到10.86%、吸油率提高了170%、12 h内的吸水率提高了3.1%,分散性实验表明木薯淀粉纳米颗粒在水溶液中的分散性较好。该淀粉纳米颗粒可用于食品色素、香料、调味料、维生素、油脂等产品中,应用价值较高。     

木薯淀粉水凝胶的制备及表征

采用木薯淀粉接枝丙烯酰胺,以淀粉为骨架,接枝上丙烯酰胺支链,以期形成具有敏感性的空间网状大分子结构水凝胶。以木薯淀粉为原料,丙烯酰胺为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,制备具有高溶胀性能的木薯淀粉基水凝胶,研究了水凝胶对温度pH的敏感特性。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等现代分析测试手段对其进行表征。实验结果表明:当木薯淀粉用量为1 g,丙烯酰胺用量为5 g,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.06 g,过硫酸铵0.03 g时,制得的木薯淀粉水凝胶吸水倍率较高。表征结果证明已成功制备木薯淀粉水凝胶。水凝胶溶胀平衡比会随着温度以及pH的改变而改变,溶胀比在35 ℃时达到最大,在pH为12.24碱性条件下溶胀性达到最高,表明制备的水凝胶具有温度与pH双敏感性。该水凝胶良好的溶胀性能可以使其用于重金属离子吸附、生物医药等领域,应用价值较高。