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DNA水凝胶在生物传感中的应用和发展
DNA水凝胶 生物传感 智能水凝胶 特异性识别
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2022/3/31
脱氧核糖核酸(DNA)是一种重要的生物分子,具有许多独特的性质如:信息传递、分子识别、可编辑等。DNA水凝胶同时具有DNA分子和水凝胶材料的优势,并且可以引入其他纳米材料获得多功能杂化水凝胶。相比于传统水凝胶,DNA水凝胶具有良好的特异识别能力以及可以按需设计的性质,从而被广泛应用于生物传感领域。本文围绕DNA水凝胶的合成、响应机制以及在传感领域的应用进行综述。按照不同的合成方法可分为线性DNA链...
华东师范大学张利东课题组《Advanced Materials》：电化学功能化水凝胶—高强度、强粘附、自修复及表面图案化（图）
水凝胶 电化学功能 愈合性能
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2021/9/15
水凝胶由于独特的物理、化学及生物功能特性，已在医学检测、电子皮肤、柔性机器人等领域展现出重要应用。然而，如何实现水凝胶多项物理及生物性能的快速提升仍是一大科学挑战。因此，迫切需要提出一种新型的功能化策略，为水凝胶的应用带来新的机遇。
以丙烯酰胺（AM）为单体，壳聚糖（CS）与氧化石墨烯（GO）为功能组分，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，通过自由基聚合法制备PAM/CS/GO水凝胶。采用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、X射线衍射（XRD）仪、扫描电镜（SEM）和万能试验机对水凝胶的结构与性能进行测试与表征。利用石英晶体微天平（QCM）研究该水凝胶薄膜在不同湿度条件下的吸湿行为。实验结果表明：相对于PAM/CS水凝...
意大利都灵理工大学和以色列耶路撒冷希伯来大学的科学家采用数字光处理（DLP）3D打印技术，用水凝胶打印出复杂的形状，而且这些结构在损坏时可自我修复，该成果近期发表在《自然·通讯》上。
中国科学院兰州化学物理研究所实现超高强韧水凝胶3D打印（图）
中国科学院兰州化学物理研究所 超高强 韧水凝胶 3D打印
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2020/12/21
近期，中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室王晓龙研究员团队通过构筑双物理交联网络策略实现了超高强韧水凝胶3D打印。如图1所示，该3D打印超高强韧水凝胶由两步法实现，首先是基于聚乙烯醇（PVA）和可溶性短链壳聚糖 (CS)水凝胶前驱体墨水的直书写（Direct Ink Writing）3D打印成形，然后是依次进行冷冻-解冻循环和柠檬酸钠溶液浸泡配位交联后处理，形成PVA物理结晶网络和C...
中国科学院深圳先进技术研究院成功实现黑磷基水凝胶的光控原位生物矿化（图）
中国科学院深圳先进技术研究院 黑磷基 水凝胶 光控原位生物矿化 光化学活性
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2020/6/3
近日，中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员与深圳大学邵俊东副研究员等合作，成功利用黑磷的光化学活性实现了水凝胶的光控原位生物矿化。相关论文"Photochemical Activity of Black Phosphorus for Near-Infrared Light Controlled In Situ Biomineralization"发表在国际著名学术期刊《先进科学》(Advanc...
新型温敏型肝素-泊洛沙姆水凝胶包载神经生长因子对糖尿病外周神经损伤修复的作用
外周神经损伤 糖尿病 肝素泊洛沙姆水凝胶 神经生长因子 再髓鞘化
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2020/9/2
探讨神经生长因子-肝素泊洛沙姆水凝胶(NGF-HP)对糖尿病大鼠坐骨神经损伤的修复作用。方法 成年雄性 SD大鼠腹腔注射链脲佐菌素以制备糖尿病(DM)模型。成模后,暴露并分离术侧的坐骨神经,运用静脉夹压迫神经以造成外周神经损伤(PNI)。同时,将其随机分为模型组(PNI-diabetics),游离NGF组(free NGF)及NGF-HP水凝胶组(NGF-HP hydrogel)。每组给予对应的药...
中国科学院兰州化学物理研究所发展出3D打印物理交联水凝胶支架（图）
中国科学院兰州化学物理研究所 3D打印物理 水凝胶支架
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2019/3/21
近日，中国科学院兰州化学物理研究所研究员王晓龙团队，基于生物兼容的人工合成高分子和天然活性大分子制备物理交联水凝胶的策略，成功开发了聚乙烯醇（PVA）+κ-卡拉胶的复配水凝胶墨水。借助墨水直写（Direct ink writing）打印技术，实现了复杂水凝胶结构的精细打印制备，包括水凝胶管、三维支架以及耳朵等。通过冷冻-解冻循环后处理技术，在水凝胶结构中形成物理交联网络，从而制备出高强度、耐溶胀的...
中国科学院兰州化学物理研究所发展出3D打印物理交联水凝胶支架（图）
中国科学院兰州化学物理研究所 3D打印物理 水凝胶支架
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2019/3/19
近日，中国科学院兰州化学物理研究所王晓龙研究员团队，基于生物兼容的人工合成高分子和天然活性大分子制备物理交联水凝胶的策略，成功开发了聚乙烯醇（PVA）+κ-卡拉胶的复配水凝胶墨水。借助墨水直写（Direct ink writing）打印技术，实现了复杂水凝胶结构的精细打印制备，包括水凝胶管、三维支架以及耳朵等。通过冷冻-解冻循环后处理技术，在水凝胶结构中形成物理交联网络，从而制备出高强度、耐溶胀的...
中国科学院理化技术研究所高效水溶性双光子引发剂及水相聚合三维仿生水凝胶研究新进展（图）
中国科学院理化技术研究所 高效水溶性双光子引发剂及水相聚合三维仿生水凝胶研究 新进展
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2019/1/24
富含网络结构的水凝胶具有良好的生物相容性，而具有高精细度的三维水凝胶结构能够更好地模拟细胞生长环境，在生物组织工程领域具有巨大的应用潜力。基于非线性光学效应的双光子聚合技术为制备高精细三维仿生水凝胶结构提供了强有力的手段。但由于现有双光子引发剂的水溶性差、双光子聚合引发效率低，需要在加工前驱体材料中加入有机溶剂助溶以提高双光子引发剂含量，所制备的三维水凝胶微结构中易残留有机溶剂，导致较强的细胞毒性...
以丙烯酰胺（AM）和N-乙烯基咪唑（NVI）为双功能单体，借助"三明治"结构有效控制前驱液的填充，制备了可特异性识别Cu2+的反蛋白石结构光子晶体水凝胶膜（PCHs）. 该PCHs具有相互贯通的三维有序大孔结构，可在Cu2+缓冲溶液中快速响应，产生特征的布拉格（Bragg）衍射峰. 随着Cu2+浓度的增大（0~10-4 mol/L），PCHs的Bragg衍射峰位移66 nm，并伴随着明显的颜色变化...
再生丝蛋白是从蚕丝中得到的纤维状蛋白质. 基于再生丝蛋白的水凝胶在药物控制释放、体外细胞培养、组织工程等多个生物医学领域取得了重要的研究成果，体现了巨大的应用潜力. 根据不同的物理及化学条件，再生丝蛋白水凝胶的分子构象可以调节；除了凝胶浓度、化学交联点密度等因素，其凝胶性能还可以通过调节β-折叠构象的含量来控制. 本文对再生丝蛋白水凝胶的结构、基本物理化学性质和其在生物医学领域的应用进行综述，为探...
在三相模型的基础上，结合Langmuir等温吸附方程和药物释放方程，建立了弱聚电解质水凝胶溶胀释药的数学模型；运用有限元方法，研究了药物在弱聚电解质水凝胶内均匀分布时凝胶体系的材料参数对溶胀及释药性能的影响；分析了水凝胶在不同阶段的释药机理；比较了药物在载药基体内的均匀分布和不均匀分布模式对凝胶释药性能的影响，当药物在载药基体内正弦分布时呈现零级释药动力学特点；对比分析了模拟结果与实验结果，验证了...
以聚苯乙烯二维光子晶体为模板，磺胺二甲嘧啶为印迹分子，甲醇为溶剂，甲基丙烯酸为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，2，2-二乙氧基苯乙酮为引发剂，经紫外光引发低温聚合反应，用甲醇/乙酸（体积比9∶ 1）混合液洗脱除去印迹分子，制备得到能够特异性识别磺胺二甲嘧啶的分子印迹二维光子晶体水凝胶（MIPH）.通过测试该水凝胶传感器在不同浓度的磺胺二甲嘧啶溶液中德拜环直径的变化，
中国科学院合肥物质科学研究院技术生物所研制出纳米水凝胶为载体的pH控释农药（图）
纳米水凝胶；pH控释农药；环境污染；农残超标
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2021/11/29
近期，技术生物所吴正岩研究员课题组研制出pH控释农药，可显著提高农药利用率、减少农药用量、降低农药引发的农业面源污染，对于现代生态农业建设具有重要意义。相关成果已被美国化学会绿色化工领域核心期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering接收发表(DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b03469)。