本發(fā)明涉及一種低溫溶解瓊脂糖的溶劑和制備瓊脂糖凝膠的方法，屬于天然高分子領(lǐng)域，也屬于化學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，為了解決石油資源的枯竭及非降解塑料造成的白色污染等問題，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展越來越重視開發(fā)利用可再生生物質(zhì)資源。瓊脂糖是瓊膠去除瓊脂果膠的產(chǎn)物，其來源于海洋生物，是海洋生物中較為豐富的生物質(zhì)資源。它來源天然，具有可以被微生物所降解、可以再生以及優(yōu)良的生物相容性。它廣泛應(yīng)用于生物分析、食品工業(yè)、環(huán)境檢測、化工制造、紡織、國防等諸多領(lǐng)域。由于瓊脂糖在常溫下不溶于水，但溶于熱水，其應(yīng)用通常是將其在水中加熱到90攝氏度以上，發(fā)生溶解后，再降低溫度，由于其分子內(nèi)及分子間的氫鍵作用，形成凝膠。該方法通過加熱得到的瓊脂糖溶液一旦冷卻到70攝氏度以下，便變得極為不穩(wěn)定，限制了它在室溫下的進(jìn)一步衍生化反應(yīng)和加工。同時(shí)，用沸水溶解后冷卻得到的瓊脂糖凝膠表現(xiàn)明顯的脆性，力學(xué)性能很差，限制了它在更廣泛領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫溶解瓊脂糖的溶劑以及用它制備再生瓊脂糖凝膠和化學(xué)交聯(lián)瓊脂糖凝膠的方法。

具體的技術(shù)方案為：

一種低溫溶解瓊脂糖的溶劑，為一水合氫氧化鋰和尿素的水溶液，其中一水合氫氧化鋰占水溶液總重量的5.0-8.5 wt%，尿素占水溶液總重量的10-20 wt%。

上述溶劑的制備方法為：將準(zhǔn)確稱量質(zhì)量的氫氧化鋰和尿素混合后，加水并快速攪拌，得到所需的溶劑；或者先將尿素配成水溶液，然后加入氫氧化鋰，快速攪拌得到所需的溶劑：或者先將氫氧化鋰配成水溶液，然后加入尿素并快速攪拌得到所需的溶劑；也可以將氫氧化鋰和尿素分別配成水溶液，然后混合并快速攪拌，得到所需的溶劑。

一種利用上述溶劑溶解瓊脂糖的方法：將瓊脂糖粉末室溫下分散于上述溶劑，瓊脂糖占混合物總質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%-5%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，將上述混合物于冰箱中冷凍至結(jié)冰后，在室溫下攪拌解凍，充分溶化后即可得到透明的瓊脂糖溶液。

一種利用上述瓊脂糖溶液制備再生瓊脂糖凝膠的方法：將上述制備的瓊脂糖溶液離心脫氣泡，將離心后的溶液在凝固浴中凝固成型，再反復(fù)洗滌除去多余的堿和尿素，得到再生瓊脂糖凝膠。

上述凝固浴為5－20wt%硫酸鈉水溶液，或1－10wt%的硫酸水溶液，或1－5wt%植酸溶液，或工業(yè)乙醇，或含1—10wt%硫酸和5—20wt%硫酸鈉的水溶液。

一種利用上述瓊脂糖溶液制備化學(xué)交聯(lián)瓊脂糖凝膠的方法：將上述制備的瓊脂糖溶液中加入環(huán)氧氯丙烷（每100g溶液加入0.5-5ml），在室溫下攪拌兩個(gè)小時(shí)后，將此溶液離心脫泡，放入60攝氏度的烘箱中化學(xué)交聯(lián)后用去離子水反復(fù)洗滌，得到化學(xué)交聯(lián)的瓊脂糖凝膠。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于：本發(fā)明利用氫氧化鋰／尿素作為低溫溶解瓊脂糖的新溶劑，區(qū)別于一般的加熱溶解的傳統(tǒng)方法，開發(fā)出一種嶄新的溶解瓊脂糖的方法。所得瓊脂糖溶液具有相比于傳統(tǒng)方法顯著突出的室溫穩(wěn)定性，易于進(jìn)一步衍生化反應(yīng)和加工，可以通過各種凝固浴得到再生瓊脂糖凝膠。基于堿性溶劑固有的堿催化能力，直接制備化學(xué)交聯(lián)的瓊脂糖凝膠，具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)熱水溶解再生得到的瓊脂糖凝膠的力學(xué)性能。因此，該發(fā)明具有明顯的創(chuàng)新性、工業(yè)價(jià)值和應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1示出了掃描電鏡拍攝的實(shí)施例3制備的瓊脂糖再生凝膠的表面形貌。

圖2示出了新溶劑體系下再生瓊脂糖凝膠（實(shí)施例3-5）和傳統(tǒng)方法制備凝膠的力學(xué)性能對比。

具體實(shí)施方式

以下將通過具體實(shí)施例具體說明本發(fā)明，但這些具體實(shí)施方案不以任何方式限制本發(fā)明保護(hù)范圍。本實(shí)施方案所用到原料為已知化合物，可在市場購得。

實(shí)施例1

稱取瓊脂糖粉末3克，加入100克 5 wt%一水合氫氧化鋰／10wt%尿素混合水溶液，充分?jǐn)嚢韬笾糜诒鋬?nèi)冷凍，之后一邊解凍一邊攪拌，充分溶化后在6000rpm下離心5分鐘，得到透明的瓊脂糖溶液。

實(shí)施例2

稱取瓊脂糖粉末3克，加入100克 8 wt%一水合氫氧化鋰／20 wt%尿素混合水溶液，充分?jǐn)嚢韬笾糜诒鋬?nèi)冷凍，之后一邊解凍一邊攪拌，充分溶化后在6000rpm下離心5分鐘，得到透明的瓊脂糖溶液。

實(shí)施例3

稱取瓊脂糖粉末6克，加入100克 7 wt%一水合氫氧化鋰／13 wt%尿素混合水溶液，渦旋分散后，置于冰箱內(nèi)冷凍，之后在室溫下一邊攪拌一邊解凍，10000rpm下離心脫氣泡5min后得到澄清透明的瓊脂糖溶液。將離心后的溶液倒入準(zhǔn)備好的模具中，并放入90%乙醇水溶液中凝固成型，再反復(fù)洗滌除去多余的堿和尿素，得到再生瓊脂糖凝膠。從該凝膠的掃描電鏡圖可以看出，該凝膠表面光滑平整，具有非常好的均一性。

實(shí)施例4

稱取瓊脂糖粉末5克，加入100克 6.5 wt%一水合氫氧化鋰／16.5 wt%尿素混合水溶液，渦旋分散后，置于冰箱內(nèi)冷凍，之后在室溫下一邊攪拌一邊解凍，10000rpm下離心脫氣泡5min后得到澄清透明的瓊脂糖溶液。將離心后的溶液倒入準(zhǔn)備好的模具中，并放入5%植酸水溶液中凝固成型，再反復(fù)洗滌除去多余的堿和尿素，得到再生瓊脂糖凝膠。

實(shí)施例5

稱取瓊脂糖粉末10克，加入200克 8.5 wt%一水合氫氧化鋰／20 wt%尿素混合水溶液，渦旋分散后，置于冰箱內(nèi)冷凍，之后在室溫下一邊攪拌一邊解凍，向溶解好的瓊脂糖溶液中加入5ml環(huán)氧氯丙烷，在室溫下攪拌兩個(gè)小時(shí)后，將此溶液在10000rpm的轉(zhuǎn)速下，離心脫泡5min，倒入相應(yīng)模具內(nèi)，再放入60攝氏度烘箱中化學(xué)交聯(lián)2h，用去離子水反復(fù)洗滌以除去多余的堿、尿素和環(huán)氧氯丙烷，得到的交聯(lián)的瓊脂糖水凝膠。從圖2中可見，采用本方法再生的瓊脂糖凝膠相對于傳統(tǒng)方法制備的凝膠，性能上具有大幅度的顯著提升。