[發明專利]一種溫敏型聚離子液體凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201510859268.5
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105295077A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 賀曉凌;趙宇新;金鎮栗;蘇宇;劉曉;魏東盛
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08F220/36;C08F220/54;C08F222/38
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技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種溫度響應性聚離子液體凝膠及其制備方法。

背景技術

近年來隨著綠色化學的興起，“綠色溶劑”-離子液體的研究掀起全球范圍熱潮，美國、歐洲、日本等已將離子液體列入國家戰略科技計劃。聚離子液體為離子液體與高分子科學交叉結合的產物，兼具離子液體和聚合物的優良性能，顯示出小分子離子液體不可比擬的優勢，相關方面的研究也正逐漸引起人們的廣泛興趣。但與小分子離子液體相比，聚離子液體的研究還不夠成熟，其種類遠不及小分子離子液體，因此，以小分子離子液體結構和性能的關系為借鑒，設計合成出更多功能化聚離子液體具有重要科學意義。在應用方面，小分子離子液體在能源、化學化工、生物技術、工業上已進入實際應用階段，而聚離子液體在大多數領域中的應用還處于初步研究階段，因此，深入開發聚離子液體在更廣闊領域的應用具有重要現實意義。目前聚離子液體的應用研究在高分子催化劑、聚合物電解質、氣體吸附/分離材料等方面已取得初步成果，但在組織工程領域作為生物材料的研究尚未見報道。隨著離子液體的研究進入“功能體系”階段，越來越多的功能性離子液體不斷涌現，這為生物材料的綠色化和擴大選材范圍提供了可能，探索聚離子液體作為生物支架材料方面的應用，不僅可以發現新的生物材料類型，而且能進一步拓寬聚離子液體的應用領域。

水凝膠是自然界中普遍存在的一種物質形態，生物機體的許多部分(如人體的肌肉、血管、眼球等器官)均由水凝膠構成。水凝膠具有良好的生物相容性，固定在水凝膠中細胞的生物活性能夠保持較長時間，并且水凝膠具有可與軟組織相媲美的機械特性，因此，水凝膠在生物化學、醫學等領域存在廣泛應用。水凝膠中的環境響應性凝膠由于具有光、電、熱、pH敏感、生化敏感等獨特的性能，更是成為當今研究的熱點，已在細胞分離與培養、物料萃取、固定化酶、藥物的控制釋放和靶向藥物等領域進行了廣泛的研究。本發明為開發離子液體的應用領域，賦予其功能化，將離子液體引入環境刺激響應性凝膠領域，與溫敏物質聚異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)結合應用，研發一種溫敏型聚離子液體凝膠，應用于細胞及細胞片層的無損傷脫附。

發明內容

本發明的目的在于提供一種溫敏型聚離子液體凝膠，該凝膠具有溫度響應性，可應用于細胞及細胞片層的無損傷脫附。本發明所提供的溫敏型聚離子液體凝膠可由以下方法制得：

(1)離子液體的制備

分別稱取甘氨酸(Gly)和膽堿(Ch)，各溶于5ml蒸餾水，Gly∶Ch＝2mol∶1mol～1mol∶1mol，在3℃～25℃，以恒壓滴液漏斗將膽堿溶液緩慢加入甘氨酸溶液，磁力攪拌反應48h；反應結束后60℃下旋蒸除水，然后將過量乙醇倒入上述反應體系，以除去未反應的甘氨酸；在50℃下真空干燥反應產物，以除去殘留的乙醇和水，得到純凈的膽堿-甘氨酸(Ch-Gly)離子液體。

(2)乙烯基離子液體單體的制備

稱取丙烯酸(AAc)，溶于10ml蒸餾水，加入N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亞胺(EDC)，室溫下磁力攪拌2h后，加入膽堿-甘氨酸(Ch-Gly)離子液體繼續反應24h，AAc∶Ch-Gly∶EDC∶NHS＝5mol∶5mol∶5mol∶1mol；反應結束后倒入過量乙醇靜置，待沉淀析出完全，離心分離，得到乙烯基膽堿-甘氨酸離子液體單體(Ch-Gly-AAc)。

(3)溫敏型聚離子液體凝膠的制備

稱取乙烯基膽堿-甘氨酸離子液體單體(Ch-Gly-AAc)和異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)單體，溶于10ml蒸餾水，兩單體總質量為1g，其中兩單體質量比為Gly-AAc∶NIPAAm＝0∶1、1∶4、1∶2、1∶1、2∶1、4∶1、1∶0，氮氣保護下加入0.1g～0.5g交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAA)，攪拌20min，再加入0.01g～0.05g引發劑過硫酸鉀(KPS)室溫下反應15min得凝膠液；將凝膠液倒入玻璃模具，滴加1ml2％N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(TEMED)，室溫反應24h，形成凝膠。

本發明的另一目的在于提供一種溫敏型聚離子液體凝膠的制備方法，制備方法包括以下步驟：

(1)離子液體的制備