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《Nature》子刊:爱佳丽士的福音,水凝胶家族又添新成员
2019-07-24 10:43:38 | 【 【打印】【封闭】

  水凝胶 是一类奇异的材料,具有可调的理化和生物特征,很是适合各类生物医学使用。虽然其交联的三维收集布局中含有大量的水,但仍然暗示得像一个弹性固体。水凝胶是经由聚合物(天然或合成)和其他小分子的化学(共价)交联或物理(非共价)交联来合成的。物理交联的水凝胶避免了有毒化学交联试剂的使用,由于其固有的可逆性和物理相互传染感动的动力学特征,惹起了科研工作者的极大乐趣。物理自拆卸凝胶收集的动态性质能够防止微观布局的永久解离并推动自愈。水凝胶的自愈特征已在不合的物理交联方式中出现现出来,例如疏水相互传染感动、氢键、静电相互传染感动和主客体相互传染感动。物理自拆卸水凝胶也能够在据外部刺激(如:溶剂性质、pH、氧化又一次原、光和温度)下构成。在这些刺激-响应系统中,热响应水凝胶 在室温升诚意理温度的过程中完成了溶胶-凝胶的改变,这对于生物使用来说是很是抱负的改变。

  两亲性无机水凝胶 近年来成为研究热点,乳液基无机水凝胶更一种是很是抱负的材料,只需经由轻度消融即可很容易地负载生物活性化合物,避免了对生物活性成分的化学改性。采用乳化的编制能够构成两相域(如油相和水相),乳化的过程按照能耗的凹凸分为高能耗和低能耗两品种型。 纳米乳液(尺寸约为100纳米)能够高效,简练的将极性和非极性功能性生物分子封装在一路。先前制备的纳米乳液由于成分的细胞毒性和工艺难以完成放大生产,限制了纳米乳液的使用。近日,美国马萨诸塞理工学院化学工程系 Seyed Meysam Hashemnejad教授 课题组报道了一种使用 FDA认证的Pluronic共聚物(PEO-PPO-PEO)作为凝胶剂 来热固化水包油纳米乳液的方式。在环境温度下,悬浮液暗示出类液体行为,并在高温下火速变成弹性凝胶。该凝胶系统的机能能够经由多种要素进行调理。相关工作以标题问题为“Thermoresponsive nanoemulsion-based gel synthesizedthrough a low-energy process”颁发在《Nature communications》上。

  

 

  亮点 

  1、该水凝胶系统中的凝胶剂选择了美国食物药品监视办理局(FDA)认证的化合物-- Pluronic共聚物(PEO-PPO-PEO),纳米乳液中不含有细胞毒性的成分,制备的无机水凝胶中所用成分的生物相容性和水凝胶的可调力学机能使其成为一种有前途的热凝胶系统,在医药或化妆品等范畴具有使用潜力。 

  2、纳米乳液的制备采用了一种 低能耗的工艺 ,供给了一种无效的放亨衢子。

  3、提出了 一种奇异的凝胶机理 -凝胶剂Pluronic共聚物在纳米乳液液滴界面上的热诱导吸附与水溶液中胶束浓度添加的协同传染感动诱导发生凝胶。 

  图文解析 

  图1.纳米乳液系统的道理图和提出的凝胶机理 

  

 

  a,采用低能耗法制备的水包油纳米乳液(包含油相、概况活性剂(Tween80和Span80, HLB = 13)、助概况活性剂(PEG400));b,向纳米乳液悬浮液中添加Pluronic溶液,付与乳液热响应行为,Pluronic的浓度为4.7%wt;c,50℃,经由Pluronic中的PPO组分吸附在液滴界面上构成凝胶,Pluronic和水溶液中过量的乳化剂构成夹杂胶束。

  图2.纳米乳液凝胶的流变行为。尺度水凝胶系统中含有20%肉豆蔻酸异丙酯作为油相,20%概况活性剂作为乳化剂(Tween80和Span80, HLB = 13),5%PEG400,4.7%Pluronic(F127/F68:6/1g/g),50.3%去离子水,所有浓度均以质量百分比暗示。液滴体积分数()为0.24,流体动力油相液滴直径为53 nm。

  

 

  a,小振幅振荡剪切温度梯度测验考试中,动态模量在10℃到50℃温度范畴内的变化,升温速度2°C/min,虚线暗示G′和G〃订交的位置;b,不合温度下的线性粘弹谱图;c,含凝胶样品的倒置玻璃瓶的光学图像,上图为低于20℃时,下图为高于50℃时。

  图3.消弭基线后的微差示扫描量热曲线。 

  

 

  a,不合共聚物浓度下F127/F68(6/1g/g)水溶液的DSC曲线;b,Pluronic溶液、清洗后的纳米乳液以及基层清夜的DSC曲线。插手Pluronic溶液之前,将纳米乳状悬浮液离心,过滤水相(基层清液)中的油相(上层清液)。b图中的虚线暗示1.2%Pluronic溶液的吸热峰。

  全文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-10749-1

  文章地址:高分子科学前沿、网易号

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