[发明专利]一种应用低场核磁共振技术测定凝胶化时间的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种应用低场核磁共振弛豫技术测定温敏水凝胶凝胶化时间的方法。

背景技术

温度敏感型水凝胶具有能够在环境温度刺激下发生溶液-凝胶转换的特性，这种环境响应性使其在生物医药，生物技术等领域具有很好的应用前景，尤其适合作为可注射的原位水凝胶药物释放载体。温敏水凝胶的凝胶化温度和胶凝时间是决定其能否成为合适的体温敏感型水凝胶的关键性因素，因此温敏水凝胶凝胶化特性的表征对于其应用十分重要。

温敏水凝胶体系在室温下粘度较低，能够保持较好的流动状态，当环境温度上升到体温时，聚合物链之间的疏水作用增强，溶液的粘度剧烈增加，聚合物链的聚集使整个体系固化成为凝胶。这种温敏型体系已被广泛用于多种蛋白、多肽和小分子药物的控制释放，并且表现出了较好的持续释放效果。常用来表征温敏水凝胶凝胶化时间的方法有反转试管法，差示扫描量热法(DSC)和流变学方法。但这些方法都存在一些缺点，如反转试管法的结果容易受主观影响，DSC法不适用于凝胶化过程中热效应较弱的凝胶，而流变法中由粘性模量和弹性模量相等而得到的胶凝点可能是频率依赖性的，会出现一些错误。

水凝胶中含有大量的水分，并且在由溶液向凝胶转变的过程中，溶液粘度的变化、聚合物链的聚集和凝胶三维网络的行成都涉及到体系中水分子活动性的变化，因此可以通过水分子活动性的变化来对凝胶化过程进行表征。低场核磁共振法由于工作频率低，不能区分不同质子的化学位移，但是可以通过弛豫时间来反映样本的特征，可以通过水分子的活动来揭示内部的变化。所以，可以将低场核磁共振技术引入温敏水凝胶凝胶化过程的表征，建立一种新的表征方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的应用低场核磁共振技术测定温敏水凝胶凝胶化时间的方法。

本发明提出的应用低场核磁共振技术测定温敏水凝胶凝胶化时间的方法，具体步骤如下：

1)对水凝胶体系在不同温度下的凝胶化过程进行低场核磁测定，得到不同时间点水凝胶的横向弛豫时间T₂的曲线；

2)计算T₂曲线的峰的加权平均值，得到T₂值随时间变化的曲线；

3)然后选用双线性回归模型对此曲线进行拟合，确定胶凝点和胶凝时间。

优选的，所述水凝胶体系为温敏水凝胶体系。

优选的，所述步骤1)中凝胶化时间小于20min的水凝胶，凝胶化阶段，取样的时间间隔在2-3min，胶凝后测定的时间间隔为10-20min；凝胶化时间为大于20min的水凝胶，凝胶化阶段，取样的时间间隔在5-10min，胶凝后测定的时间间隔为10-20min。

优选的，步骤1)使用MultiExp Inv Analysis软件对衰减曲线进行反演，从而得到T₂的分布曲线。

本发明中，步骤(2)中会在T₂分布曲线上观察到两个峰，分别代表与聚合物链紧密结合的水(10ms附近，T_2b)和被束缚在聚合物网络中的水(100-1000ms之间,T₂₁)，其中T_2b的峰面积很小，且随凝胶化过程的进行没有明显变化，而T₂₁在凝胶化过程中有规律性的变化，所以主要对T₂₁进行研究。

优选的，所述判断聚合物网络内水对应的T₂₁峰为T₂分布曲线中100ms-1000ms之间的峰。

优选的，步骤2)中通过计算每个时间点T₂₁峰的加权平均值来绘制T₂₁值随时间变化的曲线，T₂₁加权平均值的计算公式为T₂₁＝Σ(x_i*A_i/A_t)，其中x_i和A_i分别为T₂₁中每个点的横纵坐标，A_t为曲线中各个点的纵坐标的总和，所述曲线为L形的曲线，该曲线包括一个拐点，该拐点两端均近似于直线。

本发明中，步骤(3)中胶凝点和胶凝时间的判断方法为：对T₂₁随时间变化的“L”型曲线进行拟合，在一定时间范围为选取固定数量的时间点，分别对近似直线的两段进行线性拟合，拟合得到的两条直线有一个交点，这个交点就是胶凝点，其对应的横坐标就是胶凝时间。