專利名稱：一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，屬于功能材料和生物材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
固定化技術(shù)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一項(xiàng)新型生物技術(shù)，其發(fā)展可分為兩個(gè)階段。首先是固定化酶階段，起步于20世紀(jì)50年代；其次是固定化細(xì)胞階段，誕生于20世紀(jì)70年代中期，但后者的應(yīng)用范圍和發(fā)展前景遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前者。1971年，在美國召開的第一屆國際酶工程會(huì)議上正式提出了“固定化酶”的概念。目前，固定化生物大分子的研究越來越 成為橫跨材料、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域跨的研究熱點(diǎn)。所謂固定化生物催化劑，是指利用化學(xué)或物理手段將游離的酶、微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)胞器等生物催化劑定位于限定的空間區(qū)域并使其保持活性和可反復(fù)使用的一種新型生物技術(shù)，因其具有小型高效、穩(wěn)定性好、可重復(fù)并連續(xù)使用、易連續(xù)反應(yīng)和自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，可以提高產(chǎn)物的純度和過程效率，克服游離生物催化劑對(duì)環(huán)境敏感、性質(zhì)不穩(wěn)定、易失活或死亡等缺點(diǎn)。固定化生物大分子技術(shù)具有處理效率高，操作穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境耐受力強(qiáng)，工藝流程簡便等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)、能源開發(fā)等方面得到廣泛的應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用中，載體及包埋條件的選擇是固定化生物大分子在較長時(shí)間內(nèi)保持一定的強(qiáng)度和生物活性，降低固定化成本并延長其使用壽命的關(guān)鍵。理想的載體應(yīng)具備對(duì)生物的低毒性，具有多孔性，傳質(zhì)快、穩(wěn)定性能好，沒有特異性吸附，有適合引入配基的官能團(tuán)、壽命長和價(jià)格低廉等特點(diǎn)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，02 :167-172。固定化所需要的載體各有不同，比如海藻酸鈉、PVA、殼聚糖、聚酯等有機(jī)高分子和磷酸鈣、碳酸鈣、硅膠、硅藻土等無機(jī)物。海藻酸鈉和殼聚糖均是無毒、生物相容性好、可生物降解的天然高分子材料。海藻酸鈉-殼聚糖已被應(yīng)用于藥物控制釋放、固定化生物催化齊U、細(xì)胞培養(yǎng)及微反應(yīng)器、人體器官和基因運(yùn)載工具以及分離介質(zhì)等領(lǐng)域，效果良好，應(yīng)用前景十分廣闊仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，04 :1-5。海藻酸鈉作為天然高分子材料因其安全環(huán)保，價(jià)格低廉，對(duì)細(xì)胞相對(duì)毒性小，固定化成形方便，傳質(zhì)性能好，廣泛應(yīng)用于生物大分子的固定中，如固定化脂肪酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶等。海藻酸鈉固定化生物大分子需鈣離子形成凝膠，能有效地包埋生物大分子，生物大分子活收率較高，但鈣化的海藻酸鈉凝膠穩(wěn)定性差，容易在多離子作用或在鈣離子擴(kuò)散而鉀、鈉離子大量聚集時(shí)變軟，出現(xiàn)“漏酶”現(xiàn)象。殼聚糖的氨基酸在適當(dāng)PH下容易質(zhì)子化而形成陽離子聚電解質(zhì)，海藻酸鈉的羧基在水中易離子化成陰離子聚電解質(zhì)，聚陽離子和聚陰離子可互相吸引形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)化合物。添加殼聚糖于海藻酸鈣凝膠中，利用殼聚糖氨基組與海藻酸羧基組的結(jié)合作用可加強(qiáng)海藻酸鈣穩(wěn)固性。食品工業(yè)科技，2011，05 =209-211.利用無機(jī)物進(jìn)行生物分子固定化也是一個(gè)非?；钴S的研究領(lǐng)域。通過溶膠-凝膠技術(shù)可將許多生物分子如蛋白質(zhì)、酶，甚至完整的細(xì)胞包埋到二氧化硅凝膠中。然而，與其它的生物固定化方法一樣，生物分子包埋后，其生物活性下降甚至喪失是一個(gè)普遍存在的問題。目前主要是通過引入有機(jī)基團(tuán)來制備二氧化硅有機(jī)/無機(jī)雜化材料。Gill等報(bào)道了使用甘油對(duì)水解前體進(jìn)行化學(xué)修飾；Brennan等報(bào)道了將糖分子和硅酸甲酯硅共價(jià)結(jié)合后，水解前體可以顯著地提高生物相容性高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，2011，05 :1100-1105。此夕卜，很多無機(jī)物粒子雖然固定化生物大分子效率高，穩(wěn)定性好，但是無機(jī)物顆粒收集使用很不方便，有些無機(jī)物表面生物相容性差，固定化后生物大分子容易失活。用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料進(jìn)行生物大分子的固定是近年來研究的新興方向。馬文韜等以硅基介孔分子篩MCM-41為載體，在二氧化硅載體的介孔孔道中固定生物酶分子，再將制備好的固定化酶生物催化劑二次固定于海藻酸鈣凝膠體中發(fā)明專利CN200810034104.9。本發(fā)明方法采用了物理吸附包埋法和溶膠-凝膠法，固定酶生物催化劑具有較好的酶分散性和較高的載酶量，并且具有較高的酶活性回收率和重復(fù)利用率。固定化生物大分子的方法主要有吸附、包埋、共價(jià)鍵結(jié)合和交聯(lián)法等，其中包埋法 不需要化學(xué)修飾，具有反應(yīng)條件溫和、很少改變生物大分子結(jié)構(gòu)、生物活力損失小等優(yōu)點(diǎn)。海藻酸鈉是最為常見的包埋材。二價(jià)金屬離子如Ca2+與可溶性海藻酸鈉反應(yīng)生成海藻酸鈣凝膠，而海藻酸鈉可與戊二醛基形成SchifT氏堿，可增加海藻酸鈣凝膠的強(qiáng)度。張佳寧，宋云花等以海藻酸鈉-殼聚糖為包埋材料，戊二醛為交聯(lián)劑，固定化細(xì)胞PLA2，最終選擇出最優(yōu)的固定化條件食品工業(yè)科技，2012，33 (21) :201-205。本專利提供了一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是在制備復(fù)合水凝膠的過程中，通過吸附、包埋或吸附包埋后再通過共價(jià)鍵交聯(lián)的方式，將生物大分子固定到厚度可控的復(fù)合水凝膠膜上，而該復(fù)合水凝膠膜可通過鈣離子交聯(lián)的方式接枝到其他基體材料表面，得到含固定生物大分子復(fù)合凝膠膜的接枝材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是海藻酸鈣凝膠強(qiáng)度低、無機(jī)物固定化生物分子活性差、顆粒狀材料使用不方便、生物分子容易泄露等問題。本發(fā)明解決所述海藻酸鈣凝膠強(qiáng)度低、無機(jī)物固定化生物分子活性差、顆粒狀材料使用不方便、生物分子容易泄露等問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料。本發(fā)明提供了一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜的制備方法，其特征是包括以下步驟a)配制質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的生物大分子的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入無機(jī)物粉體，然后加入O.1-1Oml的含生物大分子的緩沖水溶液，在4-40°C下震蕩吸附
2-48小時(shí)，將吸附后的無機(jī)物離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附生物大分子的無機(jī)物；b)將步驟a)得到的吸附生物大分子的無機(jī)物分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為O. 5% _5%，吸附生物大分子的無機(jī)物占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為1% -70%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；c)將步驟b)得到吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉粘稠混合物取l_5g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的氯化鈣溶液中，保持浸泡O. 5-5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到厚度在10-900 μ m的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜；d)將步驟c)得到的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)O. 5-48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到共價(jià)鍵交聯(lián)固定生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜。本發(fā)明還提供了一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料的制備方法，其特征是包括以下步驟a)將基體材料放入體積百分?jǐn)?shù)為5% -50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 5% -3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)?，用紫外燈照射O. 1-1小時(shí)，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的基體材料；b)配制質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的生物大分子的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入無機(jī)物粉體，然后加入O.1-1Oml的含生物大分子的緩沖水溶液，在4-40°C下震蕩吸附
2-48小時(shí)，將吸附后的無機(jī)物離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附生物大分子的無機(jī)物；c)將步驟b)得到的吸附生物大分子的無機(jī)物分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為O. 5% _5%，吸附生物大分子的無機(jī)物占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為1% -70%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；d)將步驟c)得到的吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉粘稠混合物取l_5g，倒入平整放置好的步驟a)得到的聚丙烯酸鈉接枝的基體材料上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即將基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的氯化鈣溶液中，保持浸泡O. 5-5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到厚度在10-900 μ m的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料； e)將步驟d)得到的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)O. 5-48小時(shí)，用去離子水沖洗
3-5遍，得到共價(jià)鍵交聯(lián)固定生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料。本發(fā)明所述的生物大分子包括酶、蛋白質(zhì)、生長因子、DNA、RNA,所述的無機(jī)物包括
磷酸鈣、碳酸鈣、草酸鈣、硅酸鈣、二氧化硅。本發(fā)明所述的基體材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯和聚砜，所述的基體材料的形態(tài)包括膜和纖維無紡布。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑包括戊二醛、京尼平、環(huán)氧氯丙烷、碳二亞胺、琥珀酸酐、重氮鹽的一種或兩種以上混合物。本發(fā)明所述的緩沖水溶液包括PBS緩沖水溶液、Tris-HCl緩沖水溶液、SDS緩沖溶液、硼酸鹽緩沖水溶液。本發(fā)明方法操作簡單，不使用任何有機(jī)溶劑，固定化生物大分子的活性高，材料本身生物相容性好，膜厚度可控，在組織工程、藥物控制釋放、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。實(shí)施例1. 一種固定化溶菌酶的海藻酸鈣-磷酸鈣復(fù)合水凝膠膜的制備方法
a)配制質(zhì)量百分比為O. 05%的溶菌酶的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入磷酸鈣粉體，然后加入IOml的含溶菌酶的緩沖水溶液，在4°C下震蕩吸附2小時(shí)，將吸附后的磷酸鈣離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附溶菌酶的磷酸鈣；b)將步驟a)得到的吸附溶菌酶的磷酸鈣分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附溶菌酶的磷酸鈣與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為0.5%，吸附溶菌酶的磷酸鈣占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為10%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；c)將步驟b)得到吸附溶菌酶的磷酸鈣與海藻酸鈉粘稠混合物取lg，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為400 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5%的氯化鈣溶液中，保持浸泡5小時(shí)，用去離子水沖洗
3-5遍，得到吸附包埋固定化溶菌酶的海藻酸鈣-磷酸鈣復(fù)合水凝膠膜；d)將步驟c)得到的吸附包埋固定化溶菌酶的海藻酸鈣-磷酸鈣復(fù)合水凝膠膜浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5%的戊二醛溶液中交聯(lián)48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到戊二醛共價(jià)鍵交聯(lián)固定溶菌酶的海藻酸鈣-磷酸鈣復(fù)合水凝膠膜。實(shí)施例2. —種固定化牛血清白蛋白的海藻酸鈣-碳酸鈣復(fù)合水凝膠膜的制備方法a)配制質(zhì)量百分比為10%的牛血清白蛋白的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入碳酸鈣粉體，然后加入O.1ml的含牛血清白蛋白的緩沖水溶液，在40°C下震蕩吸附48小時(shí)，將吸附后的碳酸鈣離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附牛血清白蛋白的碳酸鈣；b)將步驟a)得到的吸附牛血清白蛋白的碳酸鈣分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附牛血清白蛋白的碳酸鈣與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為5%，吸附牛血清白蛋白的碳酸鈣占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為70%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；c)將步驟b)得到吸附牛血清白蛋白的碳酸鈣與海藻酸鈉粘稠混合物取5g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入質(zhì)量百分比為50%的氯化鈣溶液中，保持浸泡O. 5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到吸附包埋固定化牛血清白蛋白的海藻酸鈣-碳酸鈣復(fù)合水凝膠膜；d)將步驟c)得到的吸附包埋固定化牛血清白蛋白的海藻酸鈣-碳酸鈣復(fù)合水凝膠膜浸泡入質(zhì)量百分比為I %的京尼平溶液中交聯(lián)48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到京尼平共價(jià)鍵交聯(lián)固定牛血清白蛋白的海藻酸鈣-碳酸鈣復(fù)合水凝膠膜。實(shí)施例3. —種固定化成纖維細(xì)胞生長因子的海藻酸鈣-硅酸鈣復(fù)合水凝膠膜的制備方法a)配制質(zhì)量百分比為O. 5%的成纖維細(xì)胞生長因子的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入硅酸鈣粉體，然后加入5ml的含成纖維細(xì)胞生長因子的緩沖水溶液，在25°C下震蕩吸附48小時(shí)，將吸附后的硅酸鈣離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附成纖維細(xì)胞生長因子的硅酸鈣；b)將步驟a)得到的吸附成纖維細(xì)胞生長因子的硅酸鈣分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附成纖維細(xì)胞生長因子的硅酸鈣與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為2%，吸附成纖維細(xì)胞生長因子的硅酸鈣占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為50%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；c)將步驟b)得到吸附成纖維細(xì)胞生長因子的硅酸鈣與海藻酸鈉粘稠混合物取2g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為200 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入質(zhì)量百分比為2%的氯化鈣溶液中，保持浸泡2小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到吸附包埋固定化成纖維細(xì)胞生長因子的海藻酸鈣-硅酸鈣復(fù)合水凝膠膜；
d)將步驟c)得到的吸附包埋固定化成纖維細(xì)胞生長因子的海藻酸鈣-硅酸鈣復(fù)合水凝膠膜浸泡入質(zhì)量百分比為1%的碳二亞胺溶液中交聯(lián)48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到碳二亞胺共價(jià)鍵交聯(lián)固定成纖維細(xì)胞生長因子的海藻酸鈣-硅酸鈣復(fù)合水凝膠膜。實(shí)施例4. 一種固定化小鼠精子DNA的海藻酸鈣-二氧化硅復(fù)合水凝膠膜接枝聚丙烯無紡布的制備方法a)將聚丙烯無紡布放入體積百分?jǐn)?shù)為30%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I %的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)?，用紫外燈照射O. 5小時(shí)，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚丙烯無紡布；b)配制質(zhì)量百分比為O. 05%的小鼠精子DNA的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入二氧化硅粉體，然后加入O. 5ml的含小鼠精子DNA的緩沖水溶液，在4°C下震蕩吸附24小時(shí)，將吸附后的二氧化硅離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附小鼠精子DNA的二氧化硅；c)將步驟b)得到的吸附小鼠精子DNA的二氧化硅分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附小鼠精子DNA的二氧化硅與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為3%，吸附小鼠精子DNA的二氧化硅占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為20%的粘稠混合物，靜置消去氣泡；d)將步驟c)得到吸附小鼠精子DNA的二氧化硅與海藻酸鈉粘稠混合物取lg，倒入平整放置好的步驟a)得到的聚丙烯酸鈉接枝的聚丙烯無紡布上，用厚度為200 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即將聚丙烯無紡布浸泡入質(zhì)量百分比為5%的氯化鈣溶液中，保持浸泡5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到吸附包埋固定化小鼠精子DNA的海藻酸鈣-二氧化硅復(fù)合水凝膠膜接枝聚丙烯無紡布；e)將步驟d)得到的吸附包埋固定化小鼠精子DNA的海藻酸鈣-二氧化硅復(fù)合水凝膠膜接枝聚丙烯無紡布浸泡入質(zhì)量百分比為I %的重氮鹽溶液中交聯(lián)O. 5-48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到重氮鹽共價(jià)鍵交聯(lián)固定小鼠精子DNA的海藻酸鈣-二氧化硅復(fù)合水凝膠膜接枝聚丙烯無紡布。
權(quán)利要求
1.一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是在制備復(fù)合水凝膠的過程中，通過吸附、包埋或吸附包埋后再通過共價(jià)鍵交聯(lián)的方式，將生物大分子固定到厚度可控的復(fù)合水凝膠膜上，而該復(fù)合水凝膠膜可通過鈣離子交聯(lián)的方式接枝到其他基體材料表面，得到固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜制備方法，其特征是包括以下步驟 a)配制質(zhì)量百分比為O.05% -10%的生物大分子的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入無機(jī)物粉體，然后加入O.1-1Oml的含生物大分子的緩沖水溶液，在4-40°C下震蕩吸附2_48小時(shí)，將吸附后的無機(jī)物離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附生物大分子的無機(jī)物； b)將步驟a)得到的吸附生物大分子的無機(jī)物分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為O. 5% _5%，吸附生物大分子的無機(jī)物占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為1% -70%的粘稠混合物，靜置消去氣泡； c)將步驟b)得到吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉粘稠混合物取l_5g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的氯化鈣溶液中，保持浸泡O. 5-5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到厚度在10-900 μ m的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜； d)將步驟c)得到的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)O. 5-48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到共價(jià)鍵交聯(lián)固定生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜。
3.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料的制備方法，其特征是包括以下步驟 a)將基體材料放入體積百分?jǐn)?shù)為5%-50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O.5-3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮?dú)?，用紫外燈照射O. 1-1小時(shí)，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的基體材料； b)配制質(zhì)量百分比為O.05% -10%的生物大分子的緩沖水溶液，在一個(gè)玻璃瓶中加入無機(jī)物粉體，然后加入O.1-1Oml的含生物大分子的緩沖水溶液，在4-40°C下震蕩吸附2_48小時(shí)，將吸附后的無機(jī)物離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到吸附生物大分子的無機(jī)物； c)將步驟b)得到的吸附生物大分子的無機(jī)物分散到水溶液中，然后加入海藻酸鈉粉末，攪拌溶解，超聲分散使吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉均勻混合，得到海藻酸鈉質(zhì)量百分比為O. 5%-5%，吸附生物大分子的無機(jī)物占海藻酸鈉質(zhì)量百分比為1%-70%的粘稠混合物，靜置消去氣泡； d)將步驟c)得到吸附生物大分子的無機(jī)物與海藻酸鈉粘稠混合物取l_5g，倒入平整放置好的步驟a)得到的聚丙烯酸鈉接枝的基體材料上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即將基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的氯化鈣溶液中，保持浸泡O. 5-5小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到厚度在10-900 μ m的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料； e)將步驟d)得到的吸附包埋固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 5% -50%的交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)O. 5-48小時(shí)，用去離子水沖洗3-5遍，得到共價(jià)鍵交聯(lián)固定生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料。
4.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是所述的生物大分子包括酶、蛋白質(zhì)、生長因子、DNA、RNA。
5.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是所述的無機(jī)物包括磷酸鈣、碳酸鈣、草酸鈣、硅酸鈣、二氧化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是所述的基體材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯和聚砜，所述的基體材料的形態(tài)包括膜和纖維無紡布。
7.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是所述的交聯(lián)劑包括戊二醛、京尼平、環(huán)氧氯丙烷、碳二亞胺、琥珀酸酐、重氮鹽中的一種或兩種以上混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是得到的固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料制備方法簡單，生物相容性好，膜厚度可控。
9.如權(quán)利要求2所述的一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法，其特征是所述的緩沖水溶液包括PBS緩沖水溶液、Tris-HCl緩沖水溶液、SDS緩沖溶液、硼酸鹽緩沖水溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜及接枝材料的制備方法。制備方法是在制備復(fù)合水凝膠的過程中，通過吸附、包埋或吸附包埋后再通過共價(jià)鍵交聯(lián)的方式，將生物大分子固定到厚度可控的復(fù)合水凝膠膜上，而該復(fù)合水凝膠膜可通過鈣離子交聯(lián)的方式接枝到其他基體材料表面，得到固定化生物大分子的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合水凝膠膜接枝材料。本發(fā)明方法操作簡單，不使用任何有機(jī)溶劑，固定化生物大分子的活性高，材料本身生物相容性好，膜厚度可控，在組織工程、藥物控制釋放、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C07K17/14GK103013976SQ20131002067
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者趙孔銀, 馮靈智, 闞伯紅, 楊晨, 李思迪, 李志輝 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)