[发明专利]一种中空多层壳聚糖水凝胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种中空多层壳聚糖水凝胶的制备方法。 

背景技术

壳聚糖（chitosan）是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖是一种罕见的具有生物活性的粘多糖，其表面含有多种疏水性基团（CHCO-NH-)和亲水性基团（-OH），也是唯一的阳性线性多糖，并具有多电解质的性质。由于分子间氢键作用，壳聚糖的酸性水溶液具有一定粘度，遇到碱性试剂会立即变成水凝胶，然而这种水凝胶易受环境p H影响，在水中溶胀度也不大。壳聚糖水凝胶的传统制备方法是物理交联法或者化学交联法，光照、辐射或加入交联剂均会破坏壳聚糖成分甚至产生毒性，并且难以控制其形貌和软物质内部精确结构，因此在很大程度上限制了壳聚糖水凝胶的进一步推广应用。 

发明内容

本发明通过电信号“密码”诱导软物质产生精确复杂结构的方法，提供一种制备简单、快速、无污染、能够精确控制厚度和层数的中空多层壳聚糖水凝胶的制备方法。 

本发明的目的通过如下的技术方案实现： 

一种中空多层壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤： 

1）将壳聚糖溶于去离子水中，边搅拌边用浓HCl调节pH至3，壳聚糖完全溶解后，用1M的NaOH溶液调节pH至5，得到壳聚糖溶液，再加入H₂O₂溶液和电解质，搅拌均匀，得到壳聚糖工作溶液； 

2）采用计时电位法进行恒电流电化学沉积，在电化学工作站上分别设置工作电流、沉积时间、间隔时间和沉积层数。在壳聚糖工作溶液中固定阳极和阴极，使壳聚糖水凝胶在阴极上沉积，沉积完成后，将其从阴极取下，即得到中空多层壳聚糖水凝胶。 

所述的壳聚糖为中等分子量的壳聚糖。 

所述的壳聚糖溶液的浓度为0.5wt%～2wt%。 

所述的H₂O₂在壳聚糖工作溶液中的浓度为20mM。 

所述的电解质为NaCl，其在壳聚糖工作溶液中的浓度为0.25wt%。 

所述的阳极为铂丝。 

所述的阴极为不锈钢针，其直径为0.35～0.45mm。 

所述的工作电流为0.3～1mA。 

所述的沉积时间为5～90s。 

所述的间隔时间为2s。 

所述的沉积层数为1～50层。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果： 

1．本发明简单易操作，仅通过改变不锈钢针直径即可控制中空部分内径大小，能通过电信号对壳聚糖水凝胶的厚度和层数进行精确控制，提供了一种新的对软物质的空间、时间和定量精确控制的方法。 

2.本发明具有制备快速、无污染、反应条件温和等优点，对壳聚糖分子破坏小。 

3.本发明制备所得的中空多层壳聚糖水凝胶具有复杂的内部结构，比表面积大，可作为药物的良好载体应用于载药缓释等领域。 

附图说明

图1为实施例1所得的中空多层壳聚糖水凝胶的多层结构SEM图及其局部放大图。（a）为SEM图，（b）为SEM图的局部放大显示图。 

图2为实施例4所得的中空多层壳聚糖水凝胶的多层结构SEM图及其局部放大图。（a）为SEM图，（b）为SEM图的局部放大显示图。 

图3为实施例4所得的中空多层壳聚糖水凝胶的光学显微镜图。 

图4为中空多层壳聚糖水凝胶的实际厚度值和理论厚度值的相关性图。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 

除非另有说明，本发明中所采用的试剂均为分析纯试剂，所采用的百分比均为质量百分比。 

实施例1