1. 研究目的与意义（文献综述）

水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。作为一种高吸水高保水材料，水凝胶被广泛用于多种领域，如退热贴、镇痛贴、医疗中的药物载体等等。

智能型水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶，外界刺激可以是温度、ph值、溶剂、盐浓度、光、化学物质等。根据对外界刺激的响应情况，智能型水凝胶分为：温度响应性水凝胶、ph-响应性水凝胶、光响应性水凝胶、压力响应性水凝胶、生物分子响应性水凝胶、电场响应性水凝胶等。由于智能型水凝胶的独特响应性，在化学转换器、记忆元件开关、传感器、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、活性酶的固定、组织工程、药物载体等方面具有很好的应用前景，因而对于这一类物质的研究引起越来越多科学家的注意。但由于传统水凝胶存在一些缺点(例如机械性能比较差，响应速度慢等)，因而大大限制了水凝胶的应用。但智能型水凝胶在许多应用方面却依然具有很大的潜能，如ph-敏感和温度敏感水凝胶可用于靶向药物的控制释放；对特定分子(如葡萄糖、抗原)响应的水凝胶，既可用于生物传感器也可用于药物释放体系；光敏感性、压力响应性及电敏感性水凝胶也有用于药物释放和生物分离的潜力。用于药物载体的智能型水凝胶还要求有生物相容性，合成具有更好生物相容性和生物降解性的新的高分子和交联剂对于成功的应用是最基本的。

传统的水凝胶是通过水溶性聚合物的化学交联或通过水溶性单体（混合物）的聚合而形成的。而光交联是一种反应温和绿色高效的交联方式，是合成原位凝胶的重要手段。光聚合水凝胶是指含有光敏活性基团的预聚体在紫外光或可见光的照射下，通过吸收能量产生活性碎片，作用于引发剂产生自由基引发单体聚合，从而进行交联反应形成水凝胶。光聚合水凝胶具有以下优点：可用于注射水凝胶进行原位聚合；形状可控；在室温或生理温度下可快速聚合；反应热较低。基于这些优点使得光聚合水凝胶在生物医学领域中具有广泛的应用价值。其常用的光源主要是紫外光和近红外光，紫外光照射对生命体伤害较大，而近红外光穿透力强，对人体伤害较小。近红外凝胶响应型水凝胶是一种具有广泛应用前景的刺激-响应性水凝胶，能够通过精确地控制光源的辐照强度、辐照时间以及照射位点实现多方面的响应目的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1金纳米棒的制备（种子生长法）
2.1.1Au种子溶液：
向5.0ml,0.2M的CTAB溶液中加入5.0ml,0.0005M的氯金酸溶液，随后在快速搅拌下，一次性加入0.6ml,0.01M冰点的硼氢酸钠，快速搅拌2分钟，溶液颜色变为棕黄色，25℃条件下静置2h。
2.1.2金纳米棒的合成：
向5.0ml,0.2M的CTAB溶液中依次加入0.10ml,0.004M的硝酸银，5.0ml,0.0010M的氯金酸溶液，振荡混合均匀后加入70μl,0.0788M的抗坏血酸溶液，溶液颜色从黄色变无色，随后加入12μl的Au种子溶液，轻轻晃动10s，然后静置3h，即得金纳米棒。
2.1.3金纳米棒的修饰
用PEG修饰制备的CTAB封端的金纳米棒的表面以提高其稳定性和细胞相容性。简而言之，将2mM 碳酸钾和1mM mPEG-SH水溶液以1：0.1：1的体积比加入到金纳米棒溶液中。 在室温下放置24小时后，将溶液以12000rpm离心15分钟。收集沉淀并重悬于DDI水中。 重复以12000rpm离心15分钟，并将沉淀重悬于PBS（pH 7.4）中。即得PEG修饰的金纳米棒。再进行Uv-vis、SEM、TEM等表征。
2.2 羧甲基壳聚糖甲基丙烯酰（MaCMCS）的合成
向1g羧甲基壳聚糖水溶液中加入不同量的甲基丙烯酸酐。振荡混匀,在0℃、150r·min-1下恒温振荡进行取代反应,并在24h后终止反应。反应产生的壳聚糖甲基丙烯酰根据其水溶性分别用NaOH溶液或90%乙醇沉淀,离心收集沉淀,用90%乙醇洗3次,利用冷冻干燥机使样品干燥。
2.3 光热聚合水凝胶
在PBS（pH 7.4）中分别制备MaCS，PEG4SH，PEG包覆的金纳米棒（GNR-PEG，1nM）和VA-044的单独溶液。然后，通过混合制备的溶液并在冰上来制备前体溶液。接着，将20μL的前体溶液转移到直径为4mm且深度为1mm的聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂布的孔中。在PDMS包被的孔上盖上薄盖玻片以防止溶液在实验期间干燥。然后用808nm连续波激光器照射前体溶液。所有的体外凝胶化实验在激光照射期间在37℃的烘箱中进行。照射后，将DDI水加入到含有溶液中以研究凝胶形成。当发现不溶部分时，认为凝胶已形成。

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，拟定试验方法和条件，确定方案，完成开题报告。

第3－11周：甲基丙烯酸酯羧甲基壳聚糖水凝胶的制备与表征。

第12周：实验现象分析及实验数据处理。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] rosiak j m, yoshii f. hydrogels and their medical applications[j]. nuclear instruments amp; methods in physics research, 1999, 151(1–4):56-64.

[2] el-hefian e a, elgannoudi e s, mainal a, et al. characterization of chitosan in acetic acid: rheological and thermal studies[j]. turkish journal of chemistry, 2010, 34(1):47.

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