水凝胶晶体可以用作药物传递系统吗?

材料的可用性

这个项目所需的材料很容易得到，而且价格便宜。

完成项目所需的大致时间

一旦材料被固定和设置，1个半小时完成活动。还要在1到2小时之间准备三折板显示。

客观的

药物输送系统是将药物和药物输送到患者体内需要它们的地方的介质或载体。医学研究人员目前正在探索是否有可能使用水凝胶晶体作为可能的递送系统。这个科学展览项目的研究方面是确定两种化学剂中哪一种可以用于从水凝胶晶体中释放药物(茶)。

材料和设备/配料

水凝胶高吸水性树脂水晶，几个茶包，一袋8盎司的透明塑料杯，蔗糖，食盐，筛子(用来筛面粉的塑料锅)、蒸馏水、塑料汤匙、茶壶、量杯和纸巾。可能除了水晶以外，其他所有的物品都可以从当地的超市和园艺用品商店买到。此外，一个三折纸板展示板可以从艺术和工艺品供应商店购买。

这种水凝胶晶体可以在当地的园艺用品商店或网上购买。幸运的是，价格一直在下降。袋装科学一包这些水晶的收费是10美元外加免费送货。它们也可以从www.teacherssource.com,或Nasco科学．

简介

水凝胶晶体(有时称为水凝胶晶体)消失的水晶”、“水结晶”、“高吸水性树脂凝胶，”等)是一长链分子结合在一起形成高吸水性聚合物，它不溶解，但在水中形成凝胶，经常用于花园，景观和农业应用，作为保持水分的一种方式。这些晶体不会溶解，而是吸收水分，膨胀到原来大小的许多倍。这种晶体几乎完全是由水构成的。

本项目中使用的水凝胶对盐浓度敏感，但对糖不敏感。水凝胶聚合物与周围的水处于平衡状态，但这种平衡可以被打破。如果通过添加盐来增加溶液的离子浓度，正离子会附着在聚合物的负电荷上，有效地中和电荷，导致水凝胶收缩，释放出水和它所吸收的任何其他物质，因为糖在结构键中是共价的，它不会改变水凝胶聚合物的平衡。

这位年轻的研究人员将会发现，用水凝胶作为药物传递系统是可能的，茶代表药物，水凝胶作为载体。当向晶体中加入盐水时，它们开始收缩并释放出封装的茶。当晶体放在糖水溶液中就不会发生这种情况。根据这一观察，这位年轻的研究人员将能够得出这样的结论:如果用水凝胶晶体作为药物载体，那么盐溶液就可以用作释放药物的剂。在实验过程中可以拍摄数码照片和/或浸泡在水中的晶体图像，可从袋装科学网站免费，无版权侵权问题。

研究问题

• 什么是水凝胶高吸水性聚合物晶体?
• 什么是药物输送系统?
• 为什么水凝胶晶体被认为是一种可能的药物传递介质?
• 测试的两种化合物(糖或盐)中，哪一种可以用作茶叶释放剂?
• 为什么在药物传递系统中需要释放剂?

开始背景研究的术语、概念和问题

水凝胶晶体，晶体，聚合物，控制，药物输送系统，和高吸水性聚合物

实验的程序

1. 将煮沸的蒸馏水倒入装有几个茶包的大茶壶中，准备一种浓茶溶液。如果没有蒸馏水，可以用自来水代替。
2. 让它酝酿一夜。在处理热水和热茶冲泡时应小心。
3. 在一个透明的塑料杯中倒入一些茶。加入一些水凝胶晶体，轻轻搅拌，不受干扰地放置至少半小时，或过夜。
4. 晶体会从小斑点膨胀成大晶体。如果它们变成了茶的颜色，这表明茶也被吸收了。
5. 筛掉混合物。最好是在一个大容器上，而不是水槽上，以防一些晶体从筛子里溢出来。在水中仔细清洗凝胶晶体一到两次，去除任何多余的茶水。
6. 将三个透明的塑料杯或玻璃杯放在一张白纸上。将食盐溶解在水中制备盐溶液。
7. 在每个杯子中放入等量的水晶，然后增加约200厘米^3.(200毫升)盐溶液一和200厘米^3.把蒸馏水分给其他人。在其中一个盛水的杯子里加一勺糖。给杯子贴上标签。
8. 用单独的搅拌器具轻轻搅拌混合物，这样溶液就不会交叉污染。静置10-15分钟，偶尔搅拌一下。
9. 从每个杯子中倒入一些溶液到三个新的杯子中。用筛子防止任何晶体沾到杯子上。仔细注意每种液体的颜色，并将结果记录在类似于所示的数据表中。

参考书目

标题:现代高吸水性聚合物技术作者:Fredric L. Buchholz(编辑)，Andrew T. Graham(编辑)出版商:Wiley-VCH, Inc。ISBN-10: 0471194115和ISBN-13: 978-0471194118

这本书是关于高吸水性聚合物，它们是如何制造的，以及它们用于什么目的，以及生产它们所需的技术发展和技术。特别强调了高吸水性聚合物的应用，特别是在个人护理用品中。

书中的材料是全面的，在范围和顺序上是成人水平的;年轻的研究者和他或她的父母(老师)可以使用这本书作为一般的参考资源。

• 高吸水性聚合物
• 聚合物晶体是如何工作的，为什么它们能吸收这么多水?
• 如何让水晶出现和消失?
• 新型给药系统的最新进展