刺激响应水凝胶作为一种高含水量的智能材料,在众多领域如生物组织工程、药物负载及控制释放等有着重要应用价值。在外界刺激下(如温度、光照、pH、氧化还原等),刺激响应水凝胶会发生一系列性质变化(如溶胶-凝胶转化、体积收缩膨胀、颜色和极性的变化等)。人体是一个复杂的系统,不同位置的化学环境在不同时间都会不断变化。然而总的来说,会随着人体不同位置、时间、病变情况产生明显变化的内部条件只有pH、氧化还原电位等少数几种。而其中氧化还原刺激类的水凝胶的研究较少。本论文围绕基于二茂铁(Fc)和β-环糊精(β-CD)参与构建的水凝胶三维高分子网络开展研究工作。所得的水凝胶均对氧化还原刺激有良好的响应性。本论文的第一部分制备了基于Fc/β-CD主客体作用的刺激响应可注射水凝胶材料。首先合成了侧链分别接枝Fc和β-CD的聚丙烯酸(PAA),用1H-NMR对含Fc和β-CD的前驱体进行表征,确定其结构,并对Fc和β-CD修饰的PAA(Fc-Cn-PAA、β-CD-PAA)进行1H-NMR表征,确定Fc和β-CD的取代率。然后将PAA-Fc和PAA-β-CD在硼酸/KCl/NaOH缓冲液中混合构建水凝胶的三维网络体系,通过氧化还原刺激破坏和重组Fc/β-CD的包络结构,研究Fc/β-CD在构建水凝胶三维网络结构中起到的交联作用,发现氧化还原刺激下这种交联的破坏、构建会引起超分子水凝胶的溶胶-凝胶相互转化,这使得这种材料有可能可以在氧化状态下注射入人体而在到达还原剂浓度较高的部位(如部分癌细胞组织)时成胶而栓塞血管,阻止血液和养分进入病变组织。利用旋转流变仪测试水凝胶的零剪切粘度,研究不同侧链长度、Fc/β-CD取代率、质量浓度对水凝胶物理性能的影响。在第二部分我们制备了基于Fc/β-CD的可用于药物控制释放的纳米水凝胶,通过β-CD与客体分子的主客体作用代替传统的高分子药物的结合方式。首先合成了带有Fc基团的单体(Fc-AAm)和带有β-CD的单体(β-CD-AAm),并用1H-NMR对其结构进行了表征。通过反相乳液聚合将主单体丙烯酰胺(AAm)、Fc-AAm、β-CD-AAm以及化学交联剂N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)进行共聚得到了直径在200～300 nm的纳米水凝胶(PAM-Fc/β-CD),并用FTIR进行了表征。用同样的方法合成了无Fc/β-CD和只含β-CD的聚丙烯酰胺基纳米水凝胶(PAM、PAM-β-CD),作为对照组。通过动态光散射(DLS)和扫描电子显微镜(SEM)发现,PAM-Fc/β-CD纳米水凝胶在被氧化后粒径明显变大。利用β-CD对另一种客体模型分子1-芘甲基胺盐酸盐(PyMA)的包络作用,我们将纳米水凝胶氧化后进行PyMA分子的包络,然后在还原剂谷胱甘肽(GSH)刺激下使Fc+被还原为Fc以参与β-CD空腔位置的竞争,挤出PyMA分子进而使其被释放出来。利用稳态荧光光谱对被释放到环境溶液中的PyMA浓度进行了测试,实验表明PyMA的释放速率随着GSH浓度的升高而增大,PyMA的最终释放量随β-CD含量的增加而增大。这种通过物理作用的新型高分子材料结合药物的方式克服了高分子药物需要化学修饰的缺点,具有广泛的应用价值。为了途径化Fc/β-CD修饰的纳米水凝胶的制备过程、弥补单一刺激响应药物控制释放的不足,我们在第三部分通过在水相中沉淀聚合制备Fc/β-CD修饰的温敏/氧化还原响应性聚N-异丙基丙烯酰胺纳米水凝胶(PNIPAM-Fc/β-CD),并用FTIR进行表征。利用DLS和SEM观察PNIPAM-Fc/β-CD在氧化前后的粒径变化,利用DLS研究不同Fc/β-CD含量、纳米水凝胶在氧化前后随温度升高而产生的粒径变化,实验表明合成的PNPAM基纳米水凝胶均对温度变化有显著的响应性,其低临界相转变温度受到Fc/β-CD含量、Fc氧化状态的影响。和第二部分同样对纳米水凝胶进行了 PyMA分子的负载和释放实验,并增加在不同温度下的PyMA释放研究,研究表明,纳米水凝胶载体的PyMA释放行为受温度的影响,在37 ℃附近,因温敏性能引起的纳米水凝胶收缩加速了 PyMA的释放。