基于多肽的杂合超分子水凝胶的制备

作     者：于莉 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏学锋;张金强

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：杂合水凝胶 多肽 机械互锁结构 

摘      要：水凝胶是能够吸收大量水介质的物理或化学交联的聚合物网络,具有独特的三维网状结构,在材料化学上具有广泛的应用。通过多肽自组装形成的超分子水凝胶结构简单,容易合成,生物相容性和生物可降解性好。和传统的聚合物水凝胶相比,多肽水凝胶具有特有的二级结构,同时非共价相互作用具有动态可调节性,可赋予多肽水凝胶独特的刺激响应性,具有优良的性能和功能多样化,是纳米医学上理想的生物材料。但由于多肽水凝胶的氨基酸数目少、分子量低,导致其机械强度低,往往难以达到生物医学应用要求。所以如何提高自组装肽水凝胶材料的机械强度是目前研究的重点。常用的方法有构建双网络凝胶体系及和聚合物结合形成杂合多肽水凝胶。杂合水凝胶是指至少含有两种或两种以上不同分子体系通过自由基聚合、偶联、点击化学等物理或化学方式连接形成的水凝胶聚合网络。有研究表明将天然聚合物和合成聚合物结合可通过协同作用结合各组分的优良性能,克服单一组分的缺点。杂合多肽水凝胶是将多肽链和聚合物结合形成更加复杂,机械性能更好的的纳米纤维网络,同时多肽会赋予水凝胶良好的生物相容性,促进其在生物医学上的应用。超分子化合物由于其独特的性能优点,在构建结构复杂的功能型聚合材料上具有潜在的价值。目前大多数超分子水凝胶主要是通过互补的非共价键作用以一维方式自组装形成纤维网络结构,以这种方式形成的水凝胶机械强度低、易脆、容易被外力破坏。基于此,本课题利用杂合水凝胶的原理通过多种非共价键相互作用及分子识别相互作用,将多肽自组装、主客体分子识别、多重氢键等超分子相互作用用于构筑基于多肽的杂合水凝胶。本文将赖氨酸（K）、丙氨酸（A）、谷氨酸（E）按照一定的电荷排列模式形成通过静电相互作用进行自组装的离子型多肽,然后在多肽序列中引入基于冠醚的主客体机械互锁结构,同时通过冠醚单元的官能团化引入基于脲基嘧啶酮（UPy）多重氢键作用体系,期望通过主客体机械互锁结构将静电作用和多重氢键体系结合起来,以期形成机械强度高、生物相容性好的三维水凝胶材料,用于生物医学应用,促进杂化超分子水凝胶材料的发展。