水凝胶作为一种优良的载体,可以负载药物或者生物大分子用于疾病的治疗与组织组织的修复再生。然而,大多水凝胶载体难以兼顾良好的生物相容性与友好的刺激源以达到药物的可控释放,在一定程度上限制了其作为智能药物载体的应用。因此,开发设计具有体内刺激响应性的水凝胶载体,实现药物的可控释放具有十分重要的意义。本课题针对细菌感染的弱酸性微环境,基于具有优良生物相容性的α-环糊精（α-CD）和聚乙二醇（PEG）聚轮烷超分子水凝胶体系,设计制备了酸性细菌微环境p H响应的超分子水凝胶新体系,实现了具有细菌成像及杀灭功能的季铵盐的刺激释放以及溶胶-凝胶可逆转变,主要研究内容如下:利用细菌增殖代谢产生的酸性微环境,设计了一种新型的能实时检测细菌并能按需释放的季铵盐超分子抗菌水凝胶。通过α-CD、N,N-二乙基乙二胺（DEEDA）和四苯基乙烯苄溴（TPE-CH₂Br）简便的进行一锅式季铵化反应,制备了具有p H响应性α-CD衍生物（α-CD-TPE）,该衍生物利用TPE部分的内在荧光和季铵单元的抗菌功能可以有效地整合“监测和杀灭细菌”的功能。该衍生物和α-CD以适当的比例复合后与PEG络合构建了聚轮烷超分子水凝胶。鉴于水凝胶的p H响应性质,该水凝胶体系可响应酸性细菌微环境按需释放季铵盐并实现细菌的成像与杀灭。体外抗菌实验证明该凝胶对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌）进行杀灭和成像,对革兰氏阳性菌抗菌效果更佳。实验结果同时表明,模拟细菌增殖代谢微环境（p H 6.5）条件下,所负载蛋白药物的累计释放量明显大于正常生理条件下的释放量以及该超分子水凝胶具有良好的生物相容性。基于2-氨基苯并咪唑（BZI-2A）的p H响应性,将α-CD/PEG水凝胶与BZI-2A复合后构筑弱酸二氧化碳（CO₂）响应的聚轮烷超分子水凝胶,实现了超分子水凝胶的可逆溶胶-凝胶转变。由于客体分子（BZI-2A与PEG）的竞争作用,用鼓入CO₂和加热进行交替处理来驱动这种可逆转变,二维核磁（2D NOESY ¹H NMR）、等温滴定量热（ITC）及X射线衍射（XRD）的结果证明了BZI-2A与PEG之间的竞争络合。此外,细胞实验结果表明,该刺激响应性水凝胶具有良好的生物相容性。本工作实现了CO₂刺激触发的可溶胶-凝胶转换的超分子水凝胶的简单制备。鉴于CO₂的生理属性,该p H刺激响应性聚轮烷超分子水凝胶作为智能抗菌药物载体具有潜在的应用价值。