本文分别以天然高分子凝胶和合成凝胶为研究对象，通过多种方法制备了具有不同功能的水凝胶，包括温敏性丙烯酰胺-丙烯酸P(AAm-co-AAc)共聚水凝胶、两步法制备液态核胶囊、层层自组装法构造多层膜凝胶球、可注射VEGF-明胶微球，研究了其温敏光学、细胞固定化培养、药物传输及扩散等性质，并对它们各自的可能应用进行了初步探索。基于水凝胶网络侧链基团的可逆相互作用，制备了温敏性丙烯酰胺-丙烯酸P(AAm-co-AAc)共聚水凝胶。其透光性能随着环境温度的改变而变化，而且这种光学转变行为完全可逆。详细阐述了丙烯酰胺-丙烯酸共聚水凝胶在环境温度刺激下的光学响应行为，揭示了该水凝胶在宏观状态下，随温度改变的体积溶胀与收缩行为。P(AAm-co-AAc)共聚水凝胶的光学和体积转变现象都是由不同温度下凝胶网络中分子间氢键的形成与解离驱动。最后，作者以非甾体抗炎药物酮洛芬作为模型分子，考察了不同温度下水凝胶对其扩散行为的影响，初步探讨了该水凝胶在药物可控释放巾的应用。　　 发展了两步法制备液态核胶囊，以明胶溶液制备明胶小球为模板在其外层包覆一层海藻酸盐水凝胶，将所制备的核壳结构凝胶胶囊在适宜温度下保存，使内部明胶融化并扩散到凝胶膜外的介质中。所制备的胶囊为圆球形，膜厚均匀，且可以通过反应时间来控制，也利于大量制备。考察了制备条件对凝胶胶囊性能的影响，以及凝胶膜对不同分子的透过性能，并将其应用于酵母细胞的固定化培养，使细胞正常生长并增殖，表明通过明胶模板制备的海藻酸钙凝胶胶囊能够用于细胞培养，在生物催化、组织工程等领域具有广泛的应用价值。　　 发展了层层自组装法，由内向外逐层构造多层膜结构的天然高分子凝胶。研究了实验条件对多层膜水凝胶结构和性能的影响。其特色在于凝胶膜是从溶液中快速形成，并且整个过程均在水溶液环境中完成(无需酸、碱或有机溶剂)；水凝胶膜的层数可控；膜厚和膜间间隙可以通过控制反应时间来调节；不同的生物活性分子或细胞可以在凝胶膜的形成过程中原位载入，并且载入量也能够随意调节。制备的多层膜水凝胶可用于多细胞的共同培养、药物传输以及组织工程等。　　 利用细胞因子与明胶的静电相互作用制备了可注射的VEGF-明胶微球，对载药微球的包裹率进行了评价；对比了微球在体内(实验动物为：小鼠)、体外(PBS缓冲液)对细胞因子的控制释放情况。用VEGF-明胶微球对中华小型猪心肌梗塞模型进行修复，并以磁共振成像技术及组织学检测对缓释VEGF的心肌梗塞部位血管修复功能进行评价。结果表明明胶缓释微球对梗死心肌的血管再生有显著作用。　　 用折光指数在线监测系统研究了喹诺酮类抗生素一甲磺酸左氧氟沙星(MSALVFX)在琼脂糖凝胶中的扩散行为。依据Kohlrausch定律，用外推法计算得到MSALVFX在无限稀释溶液中的扩散系数。将三种溶质扩散理论模型与实验结果进行对比，表明位阻效应为MSAINFX在琼脂糖中扩散的主要控制因素。为进一步了解MSALVFX药物分子在生物凝胶中的扩散本质提供了重要依据，对喹诺酮类抗生素在体内传递以及此类药物缓控释制剂的研发具有指导意义。