超分子水凝胶通常被定义为通过非共价相互作用（如氢键、静电相互作用、疏水相互作用、主客体包合或金属配位）而非永久性共价交联形成的三维聚合物或低分子量网络（Xu & Chen, 2024）。基于多糖的自组装水凝胶属于超分子水凝胶自组装系统的一种（He et al., 2020），其中多糖链上的官能团通过非共价键驱动稳定三维网络的形成。近年来，基于多糖的自组装水凝胶在生物医学、食品工程和材料科学领域展现了显著的优势，这归功于其优异的生物相容性、内在的生物活性和结构可调性（Dai et al., 2021; Zhao et al., 2025）。总体而言，基于多糖的超分子自组装水凝胶结合了天然大分子的可持续性和超分子化学的精确可调性，成为开发先进生物材料的一个有前景且日益流行的平台。
多糖是由通过各种糖苷键连接的单糖单元组成的生物分子（Lu, 2023）。因此，其基本结构单元含有高密度的内在官能团，这些官能团可作为非共价交联位点。这些位点通过分子间和分子内的相互作用（如氢键、疏水相互作用和静电作用）促进三维多孔网络的形成（Zhang et al., 2023）。无论是来自单一多糖还是多种多糖的自组装，超分子水凝胶的合成和性能都受到分子结构与自组装机制之间相互作用的影响（Li & Lin, 2021; Luo et al., 2023）。通过调节非共价相互作用的类型和调整环境参数，可以精确设计基于多糖的超分子自组装水凝胶的结构和功能。例如，Li等人（2023）通过调节pH值和系统浓度制备了具有药物递送潜力的Poria cocos碱溶性多糖水凝胶，其凝胶化行为主要受氢键和疏水相互作用的协同作用控制。Huang等人（2023）通过循环加热-冷却过程制备了一种热可逆的Mesona chinensis多糖-木薯淀粉水凝胶，这为未来在伤口敷料和三维食品打印中的应用奠定了基础。因此，了解多糖分子的结构和环境参数的调控是设计多糖自组装水凝胶的关键因素。
Polygonatum sibiricum Red.（中文称为Huangjing），是一种属于天门冬科的中药草本植物的干燥根茎，在中国广泛分布。近年来，P. sibiricum因其显著的健康益处而受到越来越多的关注，并被归类为药用和可食用植物，广泛应用于功能性食品、化妆品和制药领域（Li et al., 2024）。越来越多的证据表明，P. sibiricum中的多糖（PSP）是其药理活性的核心成分之一（Wu, Tan et al., 2025）。现代药理学研究表明，PSP具有显著的抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗糖尿病、抗病毒等活性（Lai et al., 2024; Liu, Zhang et al., 2024）。PSP主要是一种中性果聚糖（Bu et al., 2024），其高度分支的结构为形成三维网络结构提供了基础。此外，PSP的结构中含有大量的亲水基团（如羟基（-OH））、优异的吸水性和保水性，这是形成基于多糖的水凝胶的关键。某些PSP还含有含有羧基和磷酸基团的单糖单元，进一步增强了其生物活性和交联能力（Lin et al., 2025）。这些理化性质使得可以通过分子方法设计PSP凝胶的微观结构。Zhao等人（2022）利用PSP通过溶液插层法处理蒙脱石，随后通过物理混合制备了由PSP改性的蒙脱石、壳聚糖和甘油磷酸盐组成的可注射生物活性水凝胶。Lv等人（2025）利用PSP通过增强热诱导的氢键显著改善了基于乳清蛋白的聚合物水凝胶的质地、结构和理化性质。遗憾的是，PSP在材料科学领域的应用，特别是在以PSP为基质材料的超分子自组装方面，仍缺乏系统的探索。
本研究的目的是系统地研究PSP的理化性质和结构特征，并通过氢键介导的自组装构建基于多糖的超分子水凝胶。详细考察了PSP浓度对PSP/CS水凝胶的微观结构、孔结构、流变行为、机械性能和结构稳定性的影响。此外，还阐明了自组装过程中PSP与壳聚糖（CS）之间的相互作用机制。这项研究不仅拓宽了中药活性多糖在先进生物材料领域的应用前景，还为基于多糖的自组装水凝胶的设计提供了新策略。
