pH响应型蔗渣木质素水凝胶的制备及其对蛋白质的控释性能

该研究以蔗渣木质素和甲基丙烯酸为原料合成了pH敏感型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶,对其合成条件、pH敏感性、溶胀-退溶胀性能以及对牛血清蛋白的控释等性质进行研究,并采用红外光谱、扫描电镜等对凝胶进行表征。结果表明:(1)对凝胶溶胀比影响的因素由大到小依次为甲基丙烯酸用量、交联剂用量、催化剂用量、反应的温度、木质素用量。当甲基丙烯酸单体浓度为1.75 mol·L~(-1)、木质素浓度为25 g·L~(-1)、交联剂浓度为3.25×10~(-2)mol·L~(-1)、引发剂浓度为1.25×10~(-2)mol·L~(-1)、反应温度为65℃时,所得水凝胶在模拟肠液中的溶胀比最大(28.16 g·g~(-1))。与不加木质素的聚甲基丙烯酸水凝胶相比,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀比有所下降,但其敏感pH由4~5碱移至6~8。(2)蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀—退溶胀可逆性受组成的影响较大,但相对于聚甲基丙烯酸水凝胶,蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶对pH值的敏感响应性更强、响应速率更快,同时能在更短时间内达到溶胀平衡。(3)加入木质素可以提高水凝胶对牛血清蛋白的负载量,所试验的蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶样品对牛血清蛋白的最大负载量可达577 mg·g~(-1)。(4)牛血清蛋白在12 h后基本可达释放平衡;在模拟胃液中,牛血清蛋白的释放率仅10%,而在模拟肠液中释放率达92%。pH响应型蔗渣木质素/聚甲基丙烯酸水凝胶可以作为口服型蛋白类药物的潜在载体。