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通过反相悬浮聚合成功制备了一种直径在几百微米范围内的葡萄糖响应聚合物凝胶珠,该凝胶珠具有苯硼酸酯衍生物 (3-丙烯酰胺苯硼酸) 作为葡萄糖传感单元。通过在显微镜下监测凝胶的大小和形状变化,研究了凝胶珠的葡萄糖响应膨胀和收缩过程的动力学。在不同温度和葡萄糖浓度下测定的凝胶的平衡膨胀体积揭示了诱导凝胶不连续体积相变的临界温度和葡萄糖浓度的存在。葡萄糖诱导的膨胀过程伴随着在凝胶的核心坍塌相与外层膨胀层之间出现明显的膨胀边界(膨胀前沿),而膨胀曲线作为时间平方根的函数展示了Sigmoid(非线性)特征,均表明该过程本质上受限于聚合物链由于水合而导致的松弛过程。膨胀速率显著受珠子大小和终端葡萄糖浓度的影响。观察到膨胀前沿在凝胶达到平衡膨胀之前迅速消失,且伴随珠子大小的增加,暗示膨胀层产生的弹性和渗透压增加影响了膨胀动力学。葡萄糖诱导的收缩过程涉及在凝胶表面形成表皮层,随后发生根本的结构变化。在亚毫米尺度的凝胶珠上观察到明显的准膨胀状态的长期保存,且具有独特的表皮层,可能为该凝胶在可离散切换的溶质释放化学阀系统中的潜在应用提供了建议.
Matsumoto 等人 (周三) 研究了这个问题。