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材料工程学院鲁娜研究员在智能水凝胶制备及生物分析应用方面取得进展

时间: 2019-03-19浏览: 2049来源:十大彩票_十大彩票正规平台〖2020购彩首选〗 作者:

十大彩票校材料工程学院鲁娜研究员指导2017级研究生张佳星,以氧化石墨烯纳米片(GO)、聚乙烯醇链(PVA)和G-四螺旋/血红素(G4/H)纳米纤维为原料,通过简单易行的分子自组装策略,制备了三维的氧化石墨烯/聚乙烯醇/G-四螺旋/血红素(GO/PVA/G4/H)水凝胶,该水凝胶表现出优异的机械强度和高度的剪切稀化行为。相关工作以“Multi-triggered and Enzyme-Mimicking Graphene Oxide/Polyvinyl Alcohol/G-Quartet Supramolecular Hydrogels”为题发表在材料领域知名期刊《Nanoscale》(2020, 12, 5186-5195),中科院期刊分区一区,2019年影响因子为6.97。该项工作受到国家科技部、国家自然科学基金委、上海市科委和上海工程技术大学人才计划资助。



该水凝胶表现出pH刺激响应行为,可在凝胶态与准液态之间通过pH触发进行相变,该变化可逆、且可循环进行。基于pH触发的溶液-凝胶之间可逆和循环的相变,该凝胶可作为不同形状图案的3D打印墨水。结合生物酶促反应,通过构建逻辑门可将生理或化学刺激下凝胶微观pH值的改变转化为宏观的相变。此外,由于G4/HGO纳米片二者产生协同类酶催化作用,该水凝胶表现出很强的类过氧化物酶活性,通过电化学方法实现了对H2O2的超灵敏检测,动态检测范围跨越7个数量级,检测限低至nM数量级。下图为该水凝胶多重刺激响应功能的图形目录。



水凝胶是一种具有亲水性的三维网状交联结构的高分子网络体系。刺激响应型水凝胶是由不同外部因素(如pH、光、温度等)触发诱导水凝胶的可逆相转变,在药物释放、组织工程等方面表现出巨大的应用前景。目前小分子水凝胶多以单一刺激响应为主,存在响应因素过于单一等问题。因此,设计开发具有多重刺激响应功能的新一代智能多组分水凝胶具有重要的意义。





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