海藻酸衍生物的分子聚集行為對其電紡性能的影響研究

.引言電紡技術(shù)是一種利用高電壓電場將溶液或熔體拉伸成納米級纖維的方法，具有操作簡單、成本低廉、產(chǎn)量高等優(yōu)點ADDINNE.Ref.{63CEE519-AD77-4573-9984-8D543091B54A}[1-3]。電紡織納米纖維具有高比例的表面積，高孔隙率，高吸附性，高生物兼容性等特性。高比例表面積使納米纖維接觸面積更大，提高了吸附能力。高孔隙率意味著纖維內(nèi)部有很多孔洞，這些孔洞可以用來儲存物質(zhì)，也可以增加纖維的表面積，提高吸附能力。高吸附性使得納米纖維可以用來吸附和分離各種物質(zhì)，如毒素、蛋白質(zhì)、細胞等。高生物相容性使得納米纖維可以應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域，如組織工程、藥物輸送等ADDINNE.Ref.{CA109249-5C97-4CA3-BA1E-A529E84D1929}[4-8]。但電紡納米纖維的制備過程受到多種因素的影響，如溶液的粘度、電導(dǎo)率、表面張力、濃度、分子量、分子結(jié)構(gòu)等，以及電壓、流速、噴頭-收集距離、環(huán)境濕度、溫度等ADDINNE.Ref.{B45EE90B-D0DE-44B1-8354-E5FC3A60C8C3}[9-12]。這些因素會影響電紡納米纖維的形貌、結(jié)構(gòu)、力學性能、生物性能等，因此需要對電紡過程進行優(yōu)化和控制，以獲得優(yōu)質(zhì)的電紡納米纖維ADDINNE.Ref.{820B4DD1-BFC1-41CE-B965-6BCA59407C89}[13-15]。優(yōu)化和控制電紡過程可以通過改變?nèi)芤旱男再|(zhì)（粘度、電導(dǎo)率、表面張力）、調(diào)整電紡參數(shù)（電壓、流速、噴頭收集距離）和改善設(shè)備（噴頭的形狀和材料）來實現(xiàn)。海藻酸是一種天然的多糖，由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古洛糖醛酸（G）兩種單體組成，具有良好的生物相容性、生物降解性、水溶性、凝膠性等特性ADDINNE.Ref.{A4E6D600-5007-4231-B84B-E22B5E1DB8F7}[16,17]。海藻酸在生物醫(yī)學領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如藥物輸送、創(chuàng)傷敷料、組織工程支架等ADDINNE.Ref.{877F7537-1B8B-4DD5-9A55-0E402A171D5D}[18-21]。但由于海藻酸的高水溶性和低粘度，使得海藻酸難以形成穩(wěn)定的纖維結(jié)構(gòu)ADDINNE.Ref.{99EFA387-4585-42EC-800C-1C1EE433756C}[22-24]。因此，需要對海藻酸進行改性或與其他高分子進行混合，以提高其電紡性能。高分子量載體聚合物分子之間的充分纏結(jié)是促進溶液電可紡性的必要條件ADDINNE.Ref.{69D0909E-6939-427C-AB7E-0EE4BF316992}[25-27]。海藻酸的改性方法主要有兩類，一類是通過化學反應(yīng)引入新的官能團，如酰胺、酯、醚等，以增加海藻酸的親油性和降低其水溶性ADDINNE.Ref.{C6FB1DD2-98F5-44FB-9EAE-79002DEAE3B9}[28-31]。另一類是通過物理交聯(lián)或離子交聯(lián)，如鈣離子，以增加海藻酸的凝膠性和穩(wěn)定性ADDINNE.Ref.{BD37D2BE-03F6-4660-8B16-5F0FBC8C1DAC}[32-34]。海藻酸經(jīng)過化學或物理改性后，可以有效地調(diào)整其分子結(jié)構(gòu)和分子間作用力，進而顯著改善其在溶液中的性質(zhì)。例如，通過改變其分子鏈的構(gòu)型或引入不同的官能團，可以影響其在溶液中的聚集行為和流變性質(zhì)。這些改變會進一步影響其在電紡過程中的性能，如纖維的形貌、結(jié)構(gòu)、力學性能和生物性能。研究表明，經(jīng)過改性的海藻酸可以形成更為均勻和致密的納米纖維結(jié)構(gòu)，這不僅提高了其力學性能，也增強了其生物相容性，使其在生物醫(yī)學領(lǐng)域具有更廣泛的應(yīng)用前景ADDINNE.Ref.{81ECA4CB-BFB2-4BEA-AB47-914AFAEE10CF}[35,36]。在海藻酸的改性策略中，與其它高分子的混合是一種常用的方法。這種混合可以通過共混或共價連接的方式進行，例如，與聚乙烯醇、殼聚糖、明膠、膠原等高分子的混合，可以提高溶液的粘度和電紡性能。這是因為這些高分子之間的相互作用可以增強電紡過程中纖維的穩(wěn)定性，從而形成更加均勻和細膩的納米纖維結(jié)構(gòu)ADDINNE.Ref.{19C934BF-D20C-4E7D-92D6-B903092E5AEE}[4,6-8,37]。另一方面，通過層層自組裝或靜電復(fù)合的方式，與纖維素、卡拉膠、溶菌酶等高分子的混合，可以進一步提高納米纖維的功能性和穩(wěn)定性。這種方法不僅可以通過不同的層狀結(jié)構(gòu)提供更多的功能位點，還可以通過靜電相互作用增強纖維的力學性能和穩(wěn)定性ADDINNE.Ref.{387A431A-67EF-476F-ABEE-1A05DBA54504}[5,10,11,38]。海藻酸與其他高分子的混合不僅改變了其分子間相互作用，還可以影響溶液的流變性、電紡過程的分子取向等。這些改變會進一步影響納米纖維的形貌、結(jié)構(gòu)、力學性能和生物性能。例如，通過調(diào)整混合比例和條件，可以控制納米纖維的直徑和形態(tài)，從而滿足不同的應(yīng)用需求ADDINNE.Ref.{266067B3-7181-4D8A-82C8-2CBFAE582E83}[13,15,17]。本文章以海藻酸鈉為原料，通過引入不同的疏水基團，制備了一系列的海藻酸鈉衍生物，并與聚乙烯醇進行共混，通過靜電紡絲制備了海藻酸鈉衍生物/聚乙烯醇復(fù)合納米纖維，研究海藻酸衍生物的分子聚集行為對其電紡性能的影響。本課題主要研究了以下幾個方面：制備三種不同的海藻酸青霉烷酸衍生物（AM-Alg-APA、Ugi-Alg-APA、RA-OSA-APA）。分別將AM-Alg-APA、Ugi-Alg-APA、RA-OSA-APA與聚乙烯醇（PVA）共混，得到混合溶液，然后將其溶液分別進行靜電紡絲，得到海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA復(fù)合電紡納米纖維。研究海藻酸青霉烷酸衍生物的膠體性能，包括取代度（DS）、臨界聚集濃度（CAC）、自組裝膠束粒徑和Zeta電位。研究海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA復(fù)合電紡納米纖維的形貌表征。該研究表明：不同疏水基團的引入能有效提高海藻酸電紡性能，并制得形貌與性能優(yōu)異的海藻酸衍生物/聚乙烯醇復(fù)合納米纖維，為海藻酸用于藥物緩釋領(lǐng)域提供新思路。2.材料與方法2.1材料2.1.1主要試劑表1實驗試劑及材料Table1Experimentalreagentsandmaterials實驗試劑名稱試劑規(guī)格實驗試劑生產(chǎn)廠家海藻酸鈉（SA）生化級上海阿拉丁生化科技股份有限公司聚乙烯醇（PVA）醇解度98.0-99.0mol%，粘度20.0-30.0mPa.s上海阿拉丁生化科技股份有限公司6-氨基青霉烷酸（6-APA）AR，98%上海阿拉丁生化科技股份有限公司1-乙基-（3-二甲基氨基丙基碳而亞胺鹽酸鹽（EDC）98.0%上海阿拉丁生化科技股份有限公司鹽酸（HCl）AR西隴科學股份有限公司甲醛37%-40%上海阿拉丁生化科技股份有限公司對甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）AR，98%上海阿拉丁生化科技股份有限公司高碘酸鈉（NaIO4）AR上海麥克林生化科技有限公司氰基硼氫化鈉98%上海阿拉丁生化科技股份有限公司氯化鉀（KCl）AR西隴化工股份有限公司2.1.2主要儀器表2實驗儀器設(shè)備Table2ExperimentalInstrumentation儀器名稱設(shè)備型號儀器生產(chǎn)廠家分析天平ME204E梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司雙向磁力加熱攪拌器78-2常州澳華儀器有限公司電子恒速攪拌機AM110W-O常州澳華儀器有限公司一次性使用無菌注射器98.0%上海阿拉丁生化科技股份有限公司聚四氟乙烯磁力攪拌子8×15mm上海阿拉丁生化科技股份有限公司Costar?12孔細胞培養(yǎng)板REF3513上海阿拉丁生化科技股份有限公司對甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）AR，98%美國Corning公司數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-1常州郎越儀器制造公司電熱恒溫培養(yǎng)箱DWP-9162上海精宏實驗設(shè)備有限公司微機控制電子萬能拉力試驗機WDW-1濟南一諾世紀試驗儀器有限公司pH計FE28梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司集熱式恒溫磁力攪拌器DF-101D;DF-101S鞏義市予華儀器有限責任公司超聲波清洗機JP-100S深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司高速離心機TG-17四川蜀科儀器有限公司冷凍干燥機SCIENTZ-12N寧波新芝生物科技股份有限公司2.2實驗方法2.2.1海藻酸青霉烷酸衍生物的制備（1）AM-Alg-APA如圖1所示，以1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽（EDC-HCl）為偶聯(lián)劑，將海藻酸鈉與6-氨基青霉烷酸進行?；磻?yīng)，生成AM-Alg-APA。圖1AM-Alg-APA的合成路線示意圖Fig.1SchematicofthesyntheticrouteofAM-Alg-APAUgi-Alg-APA如圖2所示，將甲醛與6-氨基青霉烷酸進行醛胺縮合反應(yīng)，生成亞胺，亞胺被海藻酸中的羧基質(zhì)子化后形成親電試劑，再與對甲苯磺酰甲基異腈（p-TI）中的二價碳原子發(fā)生加成反應(yīng)生成中間體，中間體最后再通過Mumm重排后得到最終產(chǎn)物Ugi-Alg-APA。圖2Ugi-Alg-APA的合成路線示意圖Fig.2SchematicofthesyntheticrouteofUgi-Alg-APARA-OSA-APA如圖3所示，海藻酸鈉含有兩個相鄰的羥基，它們在高碘酸鈉的氧化下變成了兩個醛基，其中一個與6-氨基青霉烷酸中的氨基發(fā)生醛胺縮合反應(yīng)，生成了RA-OSA-APA。圖3RA-OSA-APA的合成路線示意圖Fig.3SchematicofthesyntheticrouteofRA-OSA-APA2.2.2載藥Alg-APA/PVA電紡納米復(fù)合纖維的制備在這個過程中，海藻酸與氨基青霉烷酸（APA）發(fā)生?；磻?yīng)，生成海藻酸青霉烷酸共聚物（Alg-APA）。Alg-APA具有活潑的羧基和氨基，可以與三氯乙酸（TCA）形成酰胺鍵，從而將藥物負載到Alg-APA溶液中。PVA是一種水溶性的合成聚合物，可以增加溶液的粘度和電紡性能。藥物載荷的Alg-APA溶液可以與聚乙烯醇（PVA）混合，得到一種均勻的混合溶液，然后將混合溶液通過靜電紡絲機處理，利用注射泵控制溶液的流速，同時施加高電壓，使溶液從針頭噴出，形成細長的纖維。這些纖維在飛行過程中快速蒸發(fā)溶劑，落在收集器上，形成Alg-APA/PVA電紡復(fù)合納米纖維。這些納米纖維具有多孔的結(jié)構(gòu)和高比表面積，可以有效地控制藥物的釋放速率和持續(xù)時間ADDINNE.Ref.{AB29E292-DFFB-4AA1-A663-2E3A03330911}[12]。圖4載藥Alg-APA/PVA電紡納米復(fù)合纖維的制備原理圖(Alg-APA：海藻酸青霉烷酸衍生物)Fig.4Schematicdiagramoffabricationofdrug-loadedAlg-APA/PVAelectrospuncompositenanofibers3.載藥Alg-APA/PVA電紡納米復(fù)合纖維的表征3.1性能表征海藻酸青霉烷酸衍生物(Alg-APA)是一種具有兩親性的聚合物，可以在水中自組裝形成膠束。表3顯示了三種不同的化學改性方法制備的Alg-APA的膠體性能，包括取代度(DS)、臨界聚集濃度(CAC)、自組裝膠束粒徑和Zeta電位。表3顯示了三種改性方法制備的海藻酸青霉烷酸衍生物(Alg-APA)的膠體性能，包括取代度(DS)、臨界聚集濃度(CAC)、自組裝膠束粒徑和Zeta電位。這些膠體性能反映了Alg-APA分子的疏水性、分子間相互作用力、自組裝能力和膠束穩(wěn)定性，進而影響了Alg-APA的電紡過程和電紡納米纖維的形貌。3.1.1取代度（DS）從表3中可以看出，不同的改性方法對DS有顯著的影響，RA-OSA-APA的DS最高，為31.61%，而AM-Alg-APA的DS最低，為11.26%。DS是指Alg-APA分子中青霉烷酸基團取代海藻酸基團的比例，反映了Alg-APA的疏水性程度。3.1.2臨界聚集濃度(CAC)一般來說，DS越高，Alg-APA的疏水性越強，CAC越低，膠束越容易形成。但CAC的順序并不完全與DS一致，而是RA-OSA-APA>AM-Alg-APA>Ugi-Alg-APA。這是因為不同的改性方法導(dǎo)致了Alg-APA分子結(jié)構(gòu)的差異，影響了其分子間的相互作用力。例如，RA-OSA-APA分子中含有較多的羧基，增加了Alg-APA的電荷密度和靜電排斥力，從而提高了CACADDINNE.Ref.{CC881702-E2FC-4506-B7DA-61A3F0C4E63D}[36]。Ugi-Alg-APA分子中含有較多的氨基，增加了Alg-APA的氫鍵作用力，從而降低了CAC。3.1.3自組裝膠束粒徑和Zeta電位自組裝膠束粒徑和Zeta電位是反映Alg-APA膠束的穩(wěn)定性和分散性的重要參數(shù)。一般來說，膠束粒徑越小，Zeta電位越高，膠束越穩(wěn)定，越不易聚集。表3中，AM-Alg-APA的膠束粒徑最大，為568.69nm，而Ugi-Alg-APA和RA-OSA-APA的膠束粒徑較小，分別為324.14nm和343.75nm。這是因為AM-Alg-APA的DS最低，其疏水基團較少，導(dǎo)致膠束形成時的界面張力較大，結(jié)構(gòu)較松散，粒徑較大。Ugi-Alg-APA和RA-OSA-APA的DS較高，其疏水基團較多，導(dǎo)致其膠束形成時的界面張力較小，結(jié)構(gòu)較緊密，粒徑較小。Zeta電位的順序為RA-OSA-APA>AM-Alg-APA>Ugi-Alg-APA，表明RA-OSA-APA的膠束具有最高的表面電荷密度，最不易發(fā)生聚集，而Ugi-Alg-APA的膠束具有最低的表面電荷密度，最易發(fā)生聚集。這可能與不同的改性方法引入的不同的官能團有關(guān)。表3三種改性方法制備的海藻酸青霉烷酸衍生物的膠體性能Table3ColloidalpropertiesofAlg-APApreparedbythreechemicalmodificationmethods海藻酸青霉烷酸衍生物DSCAC(g/L)自組裝膠束粒徑(nm)自組裝膠束Zeta電位(mV)AM-Alg-APA11.26%0.365568.69-34.8Ugi-Alg-APA22.50%0.135324.14-33.1RA-OSA-APA31.61%0.440343.75-45.63.2形貌表征圖5是（A）2%SA水溶液、(B)2%AM-Alg-APA水溶液、(C)2%Ugi-Alg-APA水溶液和(D)2%RA-OSA-APA水溶液經(jīng)靜電紡絲后的掃描電鏡圖。（1）(A)2%的SA水溶液制備的纖維這種纖維呈現(xiàn)出較粗的直徑和較少的分支，表明SA溶液的粘度較低，電紡過程中的拉伸力較弱。（2）(B)2%的AM-Alg-APA水溶液制備的纖維這種纖維呈現(xiàn)出較細的直徑和較多的分支，表明AM-Alg-APA溶液的粘度較高，電紡過程中的拉伸力較強。（3）(C)2%的Ugi-Alg-APA水溶液制備的纖維這種纖維呈現(xiàn)出類似于(B)的形態(tài)，但是直徑更細，分支更多，表明Ugi反應(yīng)增加了溶液的交聯(lián)程度，使得電紡過程中的拉伸力更強。（4）(D)2%的RA-OSA-APA水溶液制備的纖維這種纖維呈現(xiàn)出不規(guī)則的形態(tài)，有些地方出現(xiàn)了珠狀結(jié)構(gòu)，表明RA-OSA-APA溶液的粘度不均勻，電紡過程中的拉伸力不穩(wěn)定。圖5(A)2%SA水溶液、(B)2%AM-Alg-APA水溶液、(C)2%Ugi-Alg-APA水溶液和(D)2%RA-OSA-APA水溶液經(jīng)靜電紡絲后的掃描電鏡圖Fig.5SEMimagesofelectrospunfibersfrom(A)2%SAaqueoussolution,(B)2%AM-Alg-APAaqueoussolution,(C)2%Ugi-Alg-APAaqueoussolutionand(D)2%RA-OSA-APAaqueoussolution4.結(jié)果與討論4.1紡絲液性能對海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA電紡納米復(fù)合纖維形貌的影響為了研究紡絲液的表面張力（γ）和電導(dǎo)率（κ）對海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA電紡納米復(fù)合纖維形貌的影響，本文采用了四種不同的海藻酸青霉烷酸衍生物，分別是水溶性的SA、AM-Alg-APA、Ugi-Alg-APA和RA-OSA-APA，這些海藻酸青霉烷酸衍生物與聚乙烯醇(PVA)以不同的體積比混合，制備了不同濃度的紡絲液ADDINNE.Ref.{337BEA3A-A300-41D8-8B19-A8FF754E06F3}[39]。表4顯示了不同紡絲液的表面張力和電導(dǎo)率的數(shù)值，圖6顯示了不同紡絲液制備的電紡納米復(fù)合纖維的掃描電鏡圖像。從表4可以看出，隨著海藻酸青霉烷酸衍生物在紡絲液中的含量增加，紡絲液的表面張力和電導(dǎo)率都呈現(xiàn)出上升的趨勢。這是由于海藻酸青霉烷酸衍生物的分子量較高，含有較多的羧基和氨基，增加了紡絲液的極性和離子性，從而提高了紡絲液的表面張力和電導(dǎo)率。其中，SA的表面張力和電導(dǎo)率的增幅最大，RA-OSA-APA的增幅最小，這可能與海藻酸青霉烷酸衍生物的化學結(jié)構(gòu)和修飾程度有關(guān)ADDINNE.Ref.{1E9C406C-C512-4E92-9DAE-8A94CBA1BA1C}[31,40-42]。從圖6可以看出，不同紡絲液制備的電紡納米復(fù)合纖維的形貌也有明顯的差異。隨著海藻酸青霉烷酸衍生物在紡絲液中的含量增加，電紡納米復(fù)合纖維的直徑呈現(xiàn)出減小的趨勢，而纖維的分支和珠狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出增多的趨勢。這是由于海藻酸青霉烷酸衍生物的增加，增強了紡絲液的粘度和交聯(lián)程度，使得電紡過程中的拉伸力增強，從而導(dǎo)致纖維的直徑減小。同時，海藻酸青霉烷酸衍生物的增加，也增加了紡絲液的表面張力和電導(dǎo)率，使得電紡過程中的電荷密度增大，從而導(dǎo)致纖維的分支和珠狀結(jié)構(gòu)增多ADDINNE.Ref.{46FF90FC-7BB9-42F2-A63D-AD47F462ADB2}[43]，這種形態(tài)是由表面張力引起的旋轉(zhuǎn)射流毛細破裂的結(jié)果ADDINNE.Ref.{48B83D8E-9461-4ED9-B4C5-72E30E6B3FE2}[44]。其中SA制備的電紡納米復(fù)合纖維的直徑最小，分支和珠狀結(jié)構(gòu)最多，RA-OSA-APA制備的電紡納米復(fù)合纖維的直徑最大，分支和珠狀結(jié)構(gòu)最少，這可能與海藻酸青霉烷酸衍生物的化學結(jié)構(gòu)和修飾程度有關(guān)ADDINNE.Ref.{FAFF999B-474C-4A74-A36E-DA7CA6E51760}[45]，同時通過降低納米纖維溶液的表面張力，可以得到無珠的纖維ADDINNE.Ref.{95672507-CAD0-4254-9AE3-AFF3BCE25374}[44]。綜上所述，紡絲液的表面張力和電導(dǎo)率對海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA電紡納米復(fù)合纖維形貌有顯著的影響，隨著海藻酸青霉烷酸衍生物在紡絲液中的含量增加，表面張力和電導(dǎo)率總體也呈上升趨勢，電紡納米復(fù)合纖維的直徑減小，分支和珠狀結(jié)構(gòu)增多。這些結(jié)果為優(yōu)化電紡納米復(fù)合纖維的制備工藝和性能提供了參考依據(jù)。表4紡絲液的表面張力（γ）和電導(dǎo)率（κ）Table4Surfacetension(γ)andelectricalconductivity(κ)ofspinningsolutionVAlg-APA/VPVASAAM-Alg-APAUgi-Alg-APARA-OSA-APAγ(mN/m)κ(μS/cm)γ(mN/m)κ(μS/cm)γ(mN/m)κ(μS/cm)γ(mN/m)κ(μS/cm)0:10044.3752844.3752844.3752844.3752810:9044.5084644.4166344.2570244.1862030:7046.75185645.26116444.97129044.6985650:5048.75275046.50154246.14173945.54111970:3053.21315049.11187848.08206546.95147890:1061.54334053.93236052.40246449.952140100:072.79386059.44265056.79273053.242520圖6SA或Alg-APA/PVA電紡納米復(fù)合纖維的掃描電鏡圖：混合溶液體積比為90:10~10:90Fig.6SEMimagesofelectrospuncompositenanofibersfromSAorAlg-APA/PVAblendsolutionswithvariousvolumeratiosfrom90:10to10:904.2不同分子量對海藻酸青霉烷酸衍生物電紡性能的影響海藻酸的電紡性能受到其分子量、溶液粘度、表面張力和電導(dǎo)率等因素的影響ADDINNE.Ref.{EBCCDD23-1221-4FF4-92E0-C25921B816C5}[40,42,43]。為了探究不同分子量對RA-OSA-APA電紡性能的影響，本實驗采用兩種不同分子量的RA-OSA-APA，分別為L-RA-OSA-APA（分子量為110530）和H-RA-OSA-APA（分子量為362540），如表5所示。并與聚乙烯醇（PVA）混合，制備不同比例的混合溶液，進行電紡實驗。表5不同分子量RA-OSA-APA的DS和分子量Table5DSandmolecularweightofRA-OSA-APAwithvariousmolecularweightsSampleDSMWL-RA-OSA-APA31.61%110530H-RA-OSA-APA29.72%362540首先，測定了不同分子量RA-OSA-APA的增比粘度，即溶液粘度與溶劑粘度之比，作為溶液流變性的指標。圖7顯示了不同分子量RA-OSA-APA的增比粘度隨其質(zhì)量濃度的變化曲線圖?？梢钥闯?，隨著質(zhì)量濃度的增加，H-RA-OSA-APA的增比粘度在濃度為0-0.5mg/mL時增加較為緩慢，0.5mg/mL后大幅增加，最后達到峰值。L-RA-OSA-APA的增比粘度在濃度為0-0.5mg/mL時增加較為緩慢，0.5-3mg/mL增加幅度稍微增大，3mg/mL之后大幅增加，最后達到峰值。因此，不同分子量的RA-OSA-APA在電紡過程中的流變性能有所不同，進而影響電紡纖維的形貌和性能。圖7不同分子量RA-OSA-APA的增比粘度(ηSP)隨其質(zhì)量濃度的變化曲線圖Fig.7Plotsofspecificviscosity(ηSP)ofRA-OSA-APAwithvariousmolecularweightsasafunctionoftheirmassconcentration其次，利用掃描電鏡（SEM）觀察了不同分子量RA-OSA-APA與PVA混合電紡納米纖維的形貌。圖8顯示了L-RA-OSA-APA/PVA和H-RA-OSA-APA/PVA電紡納米纖維的SEM圖，其中不同的字母代表不同的混合比例?？梢钥闯?，兩種RA-OSA-APA與PVA混合電紡納米纖維都呈現(xiàn)出光滑、均勻、無珠串的形貌，說明電紡過程穩(wěn)定，纖維形成良好ADDINNE.Ref.{2CF805D1-0A29-4553-ACE7-E810519386E2}[6]。但隨著RA-OSA-APA含量的增加，纖維的直徑有所增大，這是由于鏈構(gòu)象發(fā)生了變化，從而引起了溶液粘度的變化，導(dǎo)致電紡射流的拉伸程度降低ADDINNE.Ref.{AD2CE7F1-8604-4DEC-AB33-454FA97FA474}[28,46]。此外，H-RA-OSA-APA/PVA電紡納米纖維的直徑普遍高于L-RA-OSA-APA/PVA電紡納米纖維的直徑，這也與H-RA-OSA-APA的粘度高于L-RA-OSA-APA的粘度相一致ADDINNE.Ref.{9F403918-BA28-4CFF-BCB7-05899E24EB85}[29]。因此，不同分子量的RA-OSA-APA在電紡過程中的粘度對電紡纖維的形貌和直徑有顯著的影響。圖8L-RA-OSA-APA/PVA電紡納米纖維的掃描電鏡圖：(A)L-RA-OSA-APA/PVA=70/30、(B)L-RA-OSA-APA/PVA=50/50、(C)L-RA-OSA-APA/PVA=30/70；H-RA-OSA-APA/PVA電紡納米纖維的掃描電鏡圖：(D)H-RA-OSA-APA/PVA=70/30、(E)H-RA-OSA-APA/PVA=50/50和(F)H-RA-OSA-APA/PVA=30/70Fig.8SEMimagesofL-RA-OSA-APA/PVAelectrospuncompositenanofibers:(A)L-RA-OSA-APA/PVA=70/30,(B)L-RA-OSA-APA/PVA=50/50and(C)L-RA-OSA-APA/PVA=30/70;SEMimagesofH-RA-OSA-APA/PVAelectrospuncompositenanofibers:(D)H-RA-OSA-APA/PVA=70/30,(E)H-RA-OSA-APA/PVA=50/50and(F)H-RA-OSA-APA/PVA=30/705.結(jié)論該研究主要討論海藻酸衍生物分子聚集行為在電紡性能方面的作用。海藻酸通過改性后能有效調(diào)節(jié)分子結(jié)構(gòu)及分子間作用力。本項研究是通過將SA和海藻酸青霉烷酸衍生物與PVA按照不同的比例進行混合，以探究紡絲液的性能和紡絲纖維的形貌特征。實驗結(jié)果表明：同等質(zhì)量濃度時，海藻酸青霉烷酸衍生物表面張力及電導(dǎo)率均低于SA，更利于電紡納米纖維的生成。當配比保持一致時，與SA/PVA相比，海藻酸青霉烷酸衍生物/PVA的共混電紡納米纖維的形態(tài)有了明顯的優(yōu)化。ADDINNE.Bib參考文獻MIH,AK.Areviewonelectrospunpolymericnanofibers:Productionparametersandpotentialapplications[J].Polym.Test.,2020,90(8):106647.BhattaraiR.S.BRDB.Biomedicalapplicationsofelectrospunnanofibers:Drugandnanoparticledelivery[J].Pharmaceutics,2018,11:5.ThenmozhiS,DharmarajN,KadirveluK,etal.Electrospunnanofibers:Newgenerationmaterialsforadvancedapplications[J].MaterialsScienceandEngineering:B,2017,217:36-48.Pilehvar-SoltanahmadiY,DadashpourM,MohajeriA,etal.AnOverviewonApplicationofNaturalSubstancesIncorporatedwithElectrospunNanofibrousScaffoldstoDevelopmentofInnovativeWoundDressings[J].Minireviewsinmedicinalchemistry,2018,18(5):414.EM.Electrospinningofnaturalpolymersforadvancedwoundcare:towardsresponsiveandadaptivedressings[J].J.Mater.Chem.B,2016,4:4801-4812.AgarwalS,GreinerA,WendorffJH.Functionalmaterialsbyelectrospinningofpolymers[J].ProgressinPolymerScience,2013,38(6):963-991.CB,DiBlasiO,GG,etal.Highperformanceelectrospunnickelmanganiteoncarbonnanofiberselectrodeforvanadiumredoxflowbattery[J].Electrochimica.Acta.,2020,355:136755.VassP,SzabóE,DomokosA,etal.Scale‐upofelectrospinningtechnology:Applicationsinthepharmaceuticalindustry[J].WIREsNanomedicineandNanobiotechnology,2020,12(4).MulhollandEJ,AliA,RobsonT,etal.DeliveryofRALA/siFKBPLnanoparticlesviaelectrospunbilayernanofibres:Aninnovativeangiogenictherapyforwoundrepair[J].Journalofcontrolledrelease,2019,316:53-65.ARK,PBN,DSJ.Designingelectrospunnanofibermatstopromotewoundhealing-areview[J].J.Mater.Chem.B,2013,1:4531.HuangS,FuX.Naturallyderivedmaterials-basedcellanddrugdeliverysystemsinskinregeneration[J].JournalofControlledRelease,2010,142(2):149-159.BhardwajN,KunduSC.Electrospinning:Afascinatingfiberfabricationtechnique[J].Biotechnologyadvances,2010,28(3):325-347.PawarSN,EdgarKJ.Alginatederivatization:Areviewofchemistry,propertiesandapplications[J].Biomaterials,2012,33(11):3279-3305.AbrigoM,McArthurSL,KingshottP.ElectrospunNanofibersasDressingsforChronicWoundCare:Advances,Challenges,andFutureProspects[J].MacromolecularBioscience,2014,14(6):772-792.GeorgeM,AbrahamTE.Polyionichydrocolloidsfortheintestinaldeliveryofproteindrugs:Alginateandchitosan—areview[J].JournalofControlledRelease,2006,114(1):1-14.LeeKY,JeongL,KangYO,etal.Electrospinningofpolysaccharidesforregenerativemedicine[J].AdvancedDrugDeliveryReviews,2009,61(12):1020-1032.HuaS,MaH,LiX,etal.pH-sensitivesodiumalginate/poly(vinylalcohol)hydrogelbeadspreparedbycombinedCa2+crosslinkingandfreeze-thawingcyclesforcontrolledreleaseofdiclofenacsodium[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2010,46(5):517-523.ZahediP,RezaeianI,RanaeiSiadatSO,etal.Areviewonwounddressingswithanemphasisonelectrospunnanofibrouspolymericbandages[J].PolymersforAdvancedTechnologies,2010,21(2):77-95.KaziGAS,YamamotoO.Effectivenessofthesodiumalginateassurgicalsealantmaterials[J].WoundMedicine,2019,24(1):18-23.LittleL,HealyKE,SchafferD.EngineeringBiomaterialsforSyntheticNeuralStemCellMicroenvironments[J].ChemicalReviews,2008,108(5):1787-1796.ValenteJFA,ValenteTAM,AlvesP,etal.Alginatebasedscaffoldsforbonetissueengineering[J].MaterialsScienceandEngineering:C,2012,32(8):2596-2603.KPS,BM.Collagenbaseddressings-Areview[J].Burns,2000,26(1):54-62.AadilKR,NathaniA,SharmaCS,etal.Fabricationofbiocompatiblealginate-poly(vinylalcohol)nanofibersscaffoldsfortissueengineeringapplications[J].Materialstechn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