凝胶微球的制备.docx
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凝胶微球的制备
山东理工大学
毕业论文手册
学院化学工程学院系化学工程
专业化学工程与工艺班级1203
学生姓名高振东学号12110802090
指导教师宋沙沙职称讲师
山东理工大学教务处编印
二〇一六年六月
毕业设计（论文）自二〇一六年二月至二〇一六年六月共十七周
毕业论文任务书（理工）
学院
化学工程学院
学生姓名
高振东
专业
化学工程与工艺
班级
1203班
学号
12110802090
指导教师
宋沙沙
职称
讲师
课题名称
凝胶微球的制备及其在分子识别中的应用
起止日期
自2016年2月29日起至2016年6月24日
一、课题来源：
论文《高伸缩性和坚韧的水凝胶》
二、课题目的要求：
采用海藻酸钠和氯化铜制备凝胶微球，测试其动态力学性能和微观结构。
通过将凝胶中的铜离子还原研究其在分子识别中的应用。
培养学生良好的科研习惯，提高学生的实验能力和科研能力以及解决实际生产实践问题的能力.
三、主要研究内容：
⒈通过海藻酸钠和氯化铜制备凝胶微球。
⒉凝胶微球的动态力学性能和微观结构。
⒊硼氢化钠还原铜离子。
四、研究方法及主要论点、论据（或研究目标）：
采用海藻酸钠和氯化铜制备凝胶微球，测试其动态力学性能和微观结构。
通过将凝胶中的铜离子还原研究其在分子识别中的应用。
培养学生良好的科研习惯，提高学生的实验能力和科研能力以及解决实际生产实践问题的能力.
五、分阶段指导性进度计划：
第1-2周查阅相关类似体系的文献资料，写出文献综述。
第3-4周进行英语文献的翻译工作。
第5-6周海藻酸钠凝胶微球的制备。
第7-8周硼氢化钠还原凝胶微球中的铜离子。
第9-11周研究凝胶微球的动态力学性能和微观结构。
第12-14周对研究过程进行总结和撰写论文
第14-15周制作PPT,准备毕业论文的答辩
6、主要参考文献资料：
[1]OsadaY,GongJP.Softandwetmaterials:
Polymergels.AdvancedMaterials,1998,10:
827-837.
[2]YoshidaR,UchidaK,KanekoY.Comb-typeGraftedHydrogelswithRpidDe-swellingResponsetoTemperature-change.Nature,1995,374:
240-242.
[3]ZhangXZ,WuDQ,ChuCC.Synthesis,characterizationandcontrolleddrugreleaseofthermosensitiveIPN-PNIPAAmhydrogels.Biomaterials,2004,25:
3793-3805.
[4]GongC,QiT,WeiX.ThermosensitivepolymerichydrogelsAsdrugdeliveysystems.CurrentMedicinalChemistry,2013,20:
79-94.
[5]LiZQ,GuanJJ.Thermosensitivehydrogelsfordrugdelivery.ExpertOpiniononDrugDelivery,2011,8:
991-1007.
[6]ChenSC,WuYC,MiFL.AnovelpH-sensitivehydrogelcomposedofN,O-carboxymethylchitosanandalginatecross-linkedbygenipinforproteindrugdelivery.JournalofControlledRelease,2004,96:
285-300.
[7]BrannonpeppasL,PeppasNA.EquilibriumswellingbehaviorofpH–swellinghydrogels.ChemicalEngineeringScience,1991,46:
715-722.
[8]QuX,WirsenA,AlbertssonAC.NovelpH-sensitivechitosanhydrogels:
swellingbehaviorandstatesofwater.Polymer,2000,41:
4589-4598.
[9]NaficyS,SpinksGM,WallaceGG.Thin,Tough,pH-Sensitivehydrogelfilmswithrapidloadrecovery.AcsAppliedMaterials&Interfaces,2014,6:
4109-4114.
[10]ZhaoYL,StoddartJF.Azobenzene-basedlight-responsivehydrogelsystem.Langmuir,2009,25:
8442-8446.
[11]LoCW,ZhuDF,JiangHR.Aninfrared-lightresponsivegraphene-oxideincorporatedpoly（N-isopropylacrylamide）hydrogelnanocomposite.SoftMatter,2011,7:
5604-5609.
[12]YanB,BoyerJC,HabaultD.Nearinfraredlighttriggeredreleaseofbiomacromoleculesfromhydrogelsloadedwithupconversionnanoparticles.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2012,134:
16558-16561.
[13]SozeriH,AlverogluE,KurtanU.Magnetichydrogelwithhighcoercivity.MaterialsResearchBulletin,2013,48:
2751-2757.
[14]LiuTY,HuSH,LiuKH.Preparationandcharacterizationofsmartmagnetichydrogelsanditsusefordrugrelease.JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2006,304:
E397-E399.
[15]ZhangYL,YangB,ZhangXY.Amagneticself-healinghydrogel.ChemicalCommunications,2012,48:
9305-9307.
[16]KimSY,ShinHS,LeeYM.Propertiesofelectroresponsivepoly（vinylalcohol）/poly（acrylicacid）IPNhydrogelsunderanelectricstimulus.JournalofAppliedPolymerScience,1999,73:
1675-1683.
[17]KulkarniRV,BiswanathSA.Electricallyresponsivesmarthydrogelsindrugdelivery:
areview.JournalofAppliedBiomaterials&Biomechanics,2007,5:
125-139
[18]KennedyS,BencherifS,NortonD.Rapidandextensivecollapsefromelectricallyresponsivemacroporoushydrogels.AdvancedHealthcareMaterials,2014,3:
500-507.
[19]LinSB,YuanCH,KeAR.ElectricalsensitivityandmechanicalpropertiesoffastresponsivePAMPS-PAA-PVAT-IPNhydrogels.AdvancesinPolymerTechn-ology,2013,32:
E20-E31
[20]KozlovskayaV,KharlampievaE,MansfieldML.Poly（methacrylicacid）hydrogelfilmsandcapsules:
ResponsetopHandionicstrength,andencapsulationofmacromolecules.ChemistryofMaterials,2006,18:
328-336.
[21]ZhangRS,TangMG,BowyerA.AnovelpH-andionic-strength-secarboxmethyldextranhydrogel.Biomaterials,2005,26:
4677-4683.
[22]LiH,LaiF,LuoR.Analysisofresponsivecharacteristicsofionic-strength-sensitivehydrogelwithconsiderationofeffectofequilibriumconstantbyachemo-electro-mechanicalmodel.Langmuir,2009,25:
13142-13150.
[23]LeeKY,MooneyDJ.Hydrogelsfortissueengineering.ChemicalReviews,2001,101:
1869-1879.
[24]ShuXZ,LiuYC,PalumboFS.Insitucrosslinkablehyaluronanhydrogelsfortissueengineering.Biomaterials,2004,25:
1339-1348.
[25]HuntJA,ChenR,vanVeenT.Hydrogelsfortissueengineeringandregenerativemedicine.JournalofMaterialsChemistryB,2014,2:
5319-5338.
[26]QiuY,ParkK.Environment-sensitivehydrogelsfordrugdelivery.AdvancedDrugDeliveryReviews,2001,53:
321-339.
指导教师（签字）：
2016年月日
系主任（签字）：
20年月日
注：
本表由指导教师填写，经系主任审核后下发学生。
毕业论文开题报告（理工类）
设计题目
凝胶微球的制备及其在分子识别中的应用
学生姓名
高振东
学号
12110802090
专业
化工1203班
一、课题的目的意义：
采用海藻酸钠和氯化铜制备凝胶微球，测试其动态力学性能和微观结构。
通过将凝胶中的铜离子还原研究其在分子识别中的应用。
培养学生良好的科研习惯，提高学生的实验能力和科研能力以及解决实际生产实践问题的能力。
二、近几年来研究现状：
从近年水凝胶的发展趋势来看，理论性的研究相对比较多，研究人员对其应用前景非常感兴趣，尤其是在生物医药方面的应用。
近来研究较热的智能水凝胶的几种敏感性行为更是具有一系列传统材料所没有的突出性能（例如传统材料机械性能比较差，响应速度慢等），预期将会在分子器件、生物医学等方面将会有更新的突破应用。
目前，围绕水凝胶的力学性能的改善、新的种类的研发还需大量艰苦的工作去做。
我国正处在水凝胶剂发展、提高阶段。
早先主要作为医院制剂，近几年各种水凝胶剂都已上市，由于其使用方便、细腻而无油腻感而被广大患者接受。
中药水凝胶剂尚处于起步阶段，中药单体水凝胶制剂的开发发展迅速，但中药复方水凝胶制剂发展缓慢，其主要原因是由于中药制备工艺粗放，成分复杂，往往多种成分共同发挥治疗作用，通常不提取单一纯品，且用药剂量一般较大，故一时难以借用某些先进的新剂型。
三、设计方案的可行性分析和预期目标：
可行性分析：
通过阅读大量的相关文献，对过海藻酸钠凝胶的制备方法和特点及性能有了一定的认识和了解，同时对运用凝胶微球有了深一步的认识，也掌握了很多专业性知识，同时实验所需的药品，以及试验所需要的仪器设备都很完全。
另外，根据前人所做的研究工作及实验过程的理论基础来说，本课题所采取的研究方法、技术路线、实验方案是可行的。
预期目标：
确定形成凝胶微球最低的铜离子浓度，并对制备的凝胶微球进行测试，加强对海藻酸钠凝胶的研究，通过还原凝胶微球中的铜离子，了解分子识别中应用。
四、所需要的仪器设备、材料：
试剂：
海藻酸钠，硼氢化钠，氯化铜，柠檬酸等分析纯。
仪器：
移液枪，分析天平，冷冻干燥机，纯水机，磁力搅拌器，真空干燥箱。
五、课题分阶段进度计划：
序号
起止日期
工作内容
阶段成果
1
2016年2月29日至2016年3月18日
查阅文献。
查阅至少20篇英文相关文献和20篇中文相关文献，了解前人的工作情况。
找到所需要的所有文献，且了解了前人的研究状况。
2
2016年3月19日至2016年4月9日
进行英语文献的翻译工作，在老师的修正与知道下通过不断的修正来完成此项工作任务。
掌握了多种化学专业用语的使用同时成功完成了英语文献翻译工作
3
2016年4月10日至2016年5月8日
根据实验条件和要求，进行具体的实验，制备样品，并对所得样品进行分析表征。
根据实验条件和要求顺利完成实验，并对实验获得的样品进行了分析表征。
4
2016年5月9日至2016年5月29日
撰写论文。
根据调阅文献、实验以及样品的分析表征情况撰写论文，严格按照学校的统一要求进行论文的写作。
根据收集的文献资料，通过实验以及样品的分析表征情况顺利的完成论文。
5
2016年5月30日至2016年6月13日
准备答辩。
根据自己的论文情况，制作幻灯片，准备论文答辩。
完成幻灯片的制作，准备论文答辩。
指导教师意见
签字：
年月日
毕业设计（论文）工作进程记录表1
时间段
自2016年2月29日至2016年3月18日
阶段工作总小结及任务完成情况评价
工作回顾：
完成文献综述，撰写开题报告。
完成情况：
首先，学习并使用各种数据库检索与自己研究课题相关的文献，整理文献；其次，老师统一给每一位同学的文献综述作修正与指导，明确研究课题的目的和要求；然后整理多方面的材料，根据主要研究内容设计初步的实验步骤，完成开题报告。
自我评价：
通过该阶段的学习，学会了如何检索到有用的材料，对课题的设计与研究有了初步概括的认识。
指导教师审阅意见
能独立的查阅、检查文献资料，了解本课题的相关内容，为下阶段的工作打下基础。
指导教师签字：
年月日
注：
1、每完成一项阶段性工作后填写一次。
2、1—2栏由学生本人填写；第3栏由指导教师填写。
3、使用钢笔或碳素笔填写，字迹要清楚。
4、填写要及时，要实事求是；
毕业设计（论文）工作进程记录表2
时间段
自2016年3月19日至2016年4月9日
阶段工作总小结及任务完成情况评价
工作回顾：
完成英文文献翻译
完成情况：
首先，老师给每一位同学分发了一篇英文文献，并统一给我们讲解文献翻译的要求；然后，我们需要利用各种专业的化学词典和相关的文献材料对英文文献进行翻译；最后，老师给我们做统一的修正与指导，最终通过不断的修改，完成此项工作任务。
自我评价：
通过该阶段的学习，我们学会了多种化学专业术语，掌握了多种化学专业术语的使用及注意事项，最终成功完成了英文文献的翻译工作。
指导教师审阅意见
该同学能够认真的翻译出指定的英语文献，译文字数适中，专业词汇翻译较为准确，语句通顺，基本上能够表达出原文意思，符合要求
指导教师签字：
年月日
注：
1、每完成一项阶段性工作后填写一次。
2、1—2栏由学生本人填写；第3栏由指导教师填写。
3、使用钢笔或碳素笔填写，字迹要清楚。
4、填写要及时，要实事求是；
毕业设计（论文）工作进程记录表3
时间段
自2016年4月10日至2016年5月8日
阶段工作总小结及任务完成情况评价
工作回顾：
配体的合成，配合物的合成并研究此配合物的晶体的结构、性质，然后对晶体数据进行分析。
完成情况：
首先，根据设计任务确定合成配体的路线；根据配体再确定配合物的合成路线，然后，老师给我们讲解了实验过程中的注意事项，分析实验中可能出现的问题，并提出应对的措施，最后成功合成配体以及目标配合物。
然后选取合适的晶体配合物至于X-射线单晶衍射仪上获取数据，在老师的指点和分析下，我们认真的分析了该配合物的晶体结构，因此对此配合物的晶体结构有了更加明确的认识
自我评价：
通过这一阶段的学习，掌握了该席夫碱配体以及配合物的合成路线及反应机理，熟悉了实验操作。
学会了如何对配合物的晶体结构、性质以及晶体数据进行分析，更加深刻地理解了X-射线单晶衍射仪的用途，对晶体结构的分析有了更加深刻的认识。
指导教师审阅意见
配体以及配合物的合成顺利，为下一步的实验工作做准备。
认真地完成了本阶段的总结分析工作，根据实验数据较为准确地分析出了配合物的晶体结构并且对配合物的磁学性质进行了研究，顺利完成本科阶段的实验工作。
指导教师签字：
年月日
注：
1、每完成一项阶段性工作后填写一次。
2、1—2栏由学生本人填写；第3栏由指导教师填写。
3、使用钢笔或碳素笔填写，字迹要清楚。
4、填写要及时，要实事求是；
毕业设计（论文）工作进程记录表4
时间段
自2016年5月9日至2016年5月29日
阶段工作总小结及任务完成情况评价
工作回顾：
对研究过程进行总结和撰写论文
完成情况：
在老师的指导下，我们已经成功地合成了席夫碱锰配合物并进行晶体结构研究、磁学性质分析。
因此，我们开始根据调阅文献、实验以及样品的分析表征情况撰写毕业论文，严格按照学校的统一要求进行论文的写作。
自我评价：
通过撰写论文，将实验及样品晶体结构、样品磁学性质的分析数据加以整合及分析，同时熟练了相关软件如Word的使用。
指导教师审阅意见
数据分析及毕业论文撰写顺利完成，论文内容切实，格式正确，符合要求。
本科阶段顺利结束。
指导教师签字：
年月日
注：
1、每完成一项阶段性工作后填写一次。
2、1—2栏由学生本人填写；第3栏由指导教师填写。
3、使用钢笔或碳素笔填写，字迹要清楚。
4、填写要及时，要实事求是；
毕业设计（论文）工作进程记录表5
时间段
自2016年5月30日至2016年6月13日
阶段工作总小结及任务完成情况评价
工作回顾：
制作PPT，准备毕业论文的答辩
完成情况：
在成功撰写毕业论文的情况下，我们还需根据自己的论文情况，制作幻灯片，对整个毕业设计过程进行简要的回顾，同时完成幻灯片以便进行毕业论文答辩。
自我评价：
通过制作PPT，又一次回顾并熟悉了整个毕业设计的过程，同时对之后的论文答辩做好了充分的准备。
指导教师审阅意见
该同学能够认真的准备答辩事宜，制作的ppt内容全面，条理清晰，符合要求。
指导教师签字：
年月日
注：
1、每完成一项阶段性工作后填写一次。
2、1—2栏由学生本人填写；第3栏由指导教师填写。
3、使用钢笔或碳素笔填写，字迹要清楚。
4、填写要及时，要实事求是；
毕业论文工作总结
工作任务完成情况（包括任务书中规定的工作内容、研究目标等，如未能完成须说明原因）：
在老师的帮助以及同学们的互相帮助下，经过三个月的不懈努力，论文顺利完成。
实验初期，大量阅读文献为实验方案的制定打好了基础，之后细致的实验过程对良好的实验结果起到了积极的作用。
海藻酸钠凝胶微球的制备，首先配制溶液，最后制备凝胶微球。
实验结束后，进行了力学性能测试和电镜扫描，根据测试研究凝胶的性质。
在老师的细心指导下，实验才得以顺利进行，论文才能如期定稿。
在此过程中，我体会到了实验动手能力对我们的重要性，老师也经常说：
这是我们在踏入社会前的依次很好的过度，要好好把握。
从中我体会了完成毕业设计时的艰辛与难度，也发现和认识到了自己的不足之处，当然也品味到了经过自己的不懈努力完成毕业设计时的喜悦。
我将会在以后的学习中不断的努力。
主要创新点：
通过查阅文献了解海藻酸钠凝胶的研究背景、背景以及研究状况，意识到凝胶微球的重要作用，探讨海藻酸钠凝胶微球的结构，对于更深层次的的研讨其药理、生理活性的构造、作用机理方面都有十分重要的意义。
为此，我们通过将海藻酸钠溶液滴加到氯化铜溶液中得到海藻酸钠凝胶微球，最后对合成的凝胶微球进行了较为系统的研究，对所得到的凝胶微球进行动态力学性能测试和电镜扫描，确定凝胶微球的组成和结构
工作状况（包括工作态度、刻苦精神、协作精神、个人精力投入、出勤等情况）：
本次毕业设计总共持续了近三个月，在三个月的时间里，我利用自己本科生涯学到的东西，积极向老师学习，参考了大量的中外文文献，同时严格按照毕业设计时间安排，以饱满的热情投入到每天的实验中。
在原来所学的与自己课题有关的知识基础上，把所有的资料文献和实验过程中测得的实验数据做了系统的整理与分析：
在实验和论文撰写的过程中，当遇到问题及疑惑时及时向老师和同学请教，在最快的时间内解决。
在这段时间中，我从不无故缺席，严格遵守外出请假制度，在实验进行反应的时候绝不中途停止反应，保证了实验与论文写作所需的时间。
在老师的指导和安排下，我还充分发挥了自己的主观能动性，根据实验室的现实状况对实验过程进行了适当的改进。
同时与小组其他同学就论文的写作的一些细节进行了讨论交流，互相取长补短，保证了论文的质量。
收获、体会及建议：
在整个过程中，可以熟练的运用图书馆资源，查找有关论文的文献，进行研读，从而提炼出自己的所求。
可以熟练的运用WORD、EXCEL、ORIGIN等软件。
对论文进行编排，把自己的所得写成文本格式。
在翻译文献的过程中，基本掌握了对专业文献的翻译。
在整个过程中，巩固以前所学的有关实验方法的理论知识，并学会了如何通过实验数据来进行实验结
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