γ-环糊精识别响应型水凝胶

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刺激响应型智能水凝胶可以在pH、温度、光、特定分子或离子等外界因素的刺激下,发生显著的体积或其他理化特性的变化;因此,在化学反应开关、物质分离、物质检测和药物控释等领域具有重要的应用价值。

将具有离子识别性能的冠醚基团引入到具有温敏性能的聚异丙基丙烯酰胺水凝胶网络中,可以制备得到具有离子识别响应性能的水凝胶。除了具有离子识别性能,冠醚还可以作为客体分子被一些大环分子识别。

最近,四川大学化学工程学院褚良银课题组设计了一种以苯并-12-冠-4为分子识别基团,以聚异丙基丙烯酰胺高分子网络为相变制动基团的智能水凝胶。当冠醚基团被γ-环糊精选择性包合后,水凝胶的体积相转变温度会发生正向的迁移。因此,在特定的操作温度,水凝胶可以依靠识别γ-环糊精分子引发实现等温体积变化。同时,水凝胶在不同温度下可以表现出不同的对γ-环糊精的吸附能力。增加环境中的γ-环糊精浓度或水凝胶中的冠醚含量,都有利于提高水凝胶对γ-环糊精的识别性能。

这种新型水凝胶可以有效地实现对γ-环糊精分子的识别响应作用。这项研究将为智能水凝胶的设计和应用提供有效的指导。相关论文发表于Macromolecular Chemistry and Physics(DOI: 10.1002/macp.201600386)上。