一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法技术

本发明专利技术的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，包括赖氨酸粘性水凝胶、精氨酸粘性水凝胶、组氨酸粘性水凝胶、甘氨酸粘性水凝胶、丝氨酸粘性水凝胶、苏氨酸粘性水凝胶、半胱氨酸粘性水凝胶、酪氨酸粘性水凝胶、天冬酰胺粘性水凝胶、谷氨酰胺粘性水凝胶、天冬氨酸粘性水凝胶、谷氨酸粘性水凝胶的制备方法。本发明专利技术将生物体内含有的氨基酸引入到聚丙烯酰胺水凝胶体系中，让氨基酸分子作为粘性的表达基团，使用的氨基酸具有良好的生物相容性。该方法制备的水凝胶具有优异的粘性，与金属、玻璃、塑料和橡胶等均有粘结作用，在一定程度上改善了传统的聚丙烯酰胺水凝胶粘性低的缺点。

Preparation method of amino acid biomimetic viscous hydrogel system

The preparation method of amino acid biomimetic viscous hydrogel system includes lysine viscous hydrogel, arginine viscous hydrogel, histidine viscous hydrogel, glycine viscous hydrogel, serine viscous hydrogel, threonine viscous hydrogel, cysteine viscous hydrogel, tyrosine viscous hydrogel, etc. Preparation methods of asparagine viscous hydrogel, glutamine viscous hydrogel, aspartic acid viscous hydrogel and glutamic acid viscous hydrogel. The invention introduces amino acids contained in organisms into polyacrylamide hydrogel system, and makes amino acid molecules act as viscous expression groups. The amino acids used have good biocompatibility. The hydrogels prepared by this method have excellent viscosity and adhesion to metals, glass, plastics and rubber, and to a certain extent improve the low viscosity of traditional polyacrylamide hydrogels.

【技术实现步骤摘要】
一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法
本专利技术属于高分子水凝胶
，涉及一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法。
技术介绍
聚合物水凝胶是由亲水性的高分子链通过交联形成的三维网状结构材料，由于其溶胀于水中，质地柔软而类似生物组织，是一种理想的生物相容性材料。具有粘性的水凝胶可广泛应用于组织工程、烧伤敷料、药物控释材料以及医用粘合剂等领域。但是，由于水凝胶内部含有大量的水，其粘性受到极大的限制。然而，目前大多数的研究工作主要集中于提高水凝胶的力学性能，而对其粘性的研究却十分有限。目前，对于水凝胶粘性的研究主要集中于向其中引入多巴胺分子作为粘结基团，依靠氢键、络合作用以及疏水相互作用等物理作用实现其与固体表面的粘结。但是，单一的依靠多巴胺的作用极大的限制了粘性水凝胶的发展。因此，寻找一种可以起到与多巴胺的粘结作用类似的小分子来制备粘性水凝胶十分关键。中国专利(CN106040113A)描述了一种碱基仿生粘性聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法，该制备方法将碱基小分子引入到了聚丙烯酰胺水凝胶体系中，制备得到的碱基仿生粘性水凝胶具有优异的粘性。
技术实现思路
本专利技术的目的是将氨基酸分子引入到水凝胶中，提供一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法。本专利技术的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，包括赖氨酸仿生粘性水凝胶、精氨酸仿生粘性水凝胶、组氨酸仿生粘性水凝胶、甘氨酸仿生粘性水凝胶、丝氨酸仿生粘性水凝胶、苏氨酸仿生粘性水凝胶、半胱氨酸仿生粘性水凝胶、酪氨酸仿生粘性水凝胶、天冬酰胺仿生粘性水凝胶、谷氨酰胺仿生粘性水凝胶、天冬氨酸仿生粘性水凝胶、谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法；所述的氨基酸包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸；本专利技术所述的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，其步骤如下：(1)氨基酸的改性a.将组分A和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的氨基酸溶液。将改性的氨基酸单体用极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体。所述的组分A、碳酸氢钠和甲基丙烯酰氯的摩尔浓度分别为0.293mol/L、0.586～0.674mol/L和5.47mol/L;所述的组分A、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1。所述的组分A包括甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和组氨酸；b.将组分B和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h。反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，旋蒸后得到黄色的粗产物。向上述黄色粗产物中加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合液，并在室温下反应2h。反应后的溶液倒入极性溶剂正己烷和乙醚的混合液中，并在-20℃下放置3h。将上清液倒除，得到的产物溶于过量的乙醇中，加入过量的三乙胺将改性的氨基酸单体析出。用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体。所述的组分B、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.293mol/L、0.586～0.674mol/L、5.47mol/L和13.67mol/L;所述的组分B，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3:10～10.1；所用极性溶剂正己烷和乙醚的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1。上述的组分B包括Boc-赖氨酸、Boc-谷氨酰胺、Boc-精氨酸和Boc-天冬酰胺；(2)氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备将接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾加入到去离子水中，并且搅拌至完全溶解，上述各单体的质量浓度分别为10～30g/L,200g/L和2g/L,将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在65℃～70℃下反应6～8h,水凝胶在模具中成型。反应后冷却至室温，最终制得氨基酸仿生粘性水凝胶体系；接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为5～15:100:1。本专利技术的有益效果：本专利技术将生物体内含有的氨基酸引入到水凝胶体系中，让氨基酸分子作为粘性的表达基团，该方法制备的水凝胶具有优异的粘性，并且本专利技术中所使用的氨基酸均具有良好的生物相容性，每种氨基酸仿生粘性水凝胶与金属、玻璃、塑料和橡胶等均具有粘结作用，在一定程度上改善了传统水凝胶粘性低的缺点。具体实施方式：实施例1一种谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法如下:(1)谷氨酸的改性将0.041mol(6.03g)谷氨酸和0.082mol(6.82g)碳酸氢钠溶于120mL四氢呋喃和20mL去离子水的混合液中。将上述溶液放入冰浴中并且滴加0.082mol(7.9mL)甲基丙烯酰氯和15mL四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用50mL二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的谷氨酸溶液。将改性的谷氨酸单体用500mL极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的谷氨酸单体。所用的谷氨酸，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2:2；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为10:1。(2)谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备将0.1g接有双键的谷氨酸单体，2g亲水性单体丙烯酰胺和0.02g引发剂过硫酸钾加入到10mL去离子水中，搅拌至完全溶解,溶液中上述各物质的质量浓度分别为10g/L,200g/L和2g/L。将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在70℃下反应6h,水凝胶在模具中成型。反应后冷却至室温，最终制得谷氨酸仿生粘性水凝胶。接有双键的谷氨酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为5:100:1。制备的谷氨酸仿生粘性水凝胶剥离力的测试方法：制备长度为10cm,宽度为2cm,厚度为0.06mm的水凝胶试样，用CT3质构仪进行90。剥离测试，剥离距离为8cm，触发点负荷为0.067N，剥离速度为5mm/s，测试基板为铝质。实施例1中谷氨酸仿生粘性水凝胶的剥离力为2.41N。实施例2一种谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法如下:(1)谷氨酸的改性将0.041mol(6.03g)谷氨酸和0.082mol(6.82g)碳酸氢钠溶于120mL四氢呋喃和20mL去离子水的混合液中。将上述溶液放入冰浴中并且滴加0.082mol(7.9mL)甲基丙烯酰氯和15mL四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用50mL二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的谷氨酸溶液。将改性的谷氨酸单体用500mL极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的谷氨酸单体。所用的谷氨酸，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2:2；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为10:1。(2)谷氨酸仿生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，其特征在于，包括赖氨酸仿生粘性水凝胶、精氨酸仿生粘性水凝胶、组氨酸仿生粘性水凝胶、甘氨酸仿生粘性水凝胶、丝氨酸仿生粘性水凝胶、苏氨酸仿生粘性水凝胶、半胱氨酸仿生粘性水凝胶、酪氨酸仿生粘性水凝胶、天冬酰胺仿生粘性水凝胶、谷氨酰胺仿生粘性水凝胶、天冬氨酸仿生粘性水凝胶、谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法；所述的氨基酸包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸;所述的制备方法的步骤和条件如下：(1)氨基酸的改性a.将组分A和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的氨基酸溶液;将改性的氨基酸单体用极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体;所述的组分A、碳酸氢钠和甲基丙烯酰氯的摩尔浓度分别为0.293 mol/L、0.586～0.674 mol/L和5.47 mol/L; 所述的组分A、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1;所述的组分A包括甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和组氨酸；b.将组分B和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h;反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，旋蒸后得到黄色的粗产物;向上述黄色粗产物中加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合液，并在室温下反应2h;反应后的溶液倒入极性溶剂正己烷和乙醚的混合液中，在‑20℃下放置3 h;将上清液倒除，得到的产物溶于过量的乙醇中，加入过量的三乙胺将改性的氨基酸单体析出;用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体;所述的组分B、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.293 mol/L、0.586～0.674 mol/L、5.47 mol/L和13.67 mol/L; 所述的组分B，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3:10～10.1；所用极性溶剂正己烷和乙醚的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1;所述的组分B包括Boc‑赖氨酸、Boc‑谷氨酰胺、Boc‑精氨酸和Boc‑天冬酰胺；(2)氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备将接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾加入到去离子水中，并且搅拌至完全溶解，上述各单体的质量浓度分别为10～30 g/L,200 g/L和2 g/L,将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在65℃～70℃下反应6～8 h,水凝胶在模具中成型;反应后冷却至室温，最终制得氨基酸仿生粘性水凝胶；接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为5～15:100:1。...

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，其特征在于，包括赖氨酸仿生粘性水凝胶、精氨酸仿生粘性水凝胶、组氨酸仿生粘性水凝胶、甘氨酸仿生粘性水凝胶、丝氨酸仿生粘性水凝胶、苏氨酸仿生粘性水凝胶、半胱氨酸仿生粘性水凝胶、酪氨酸仿生粘性水凝胶、天冬酰胺仿生粘性水凝胶、谷氨酰胺仿生粘性水凝胶、天冬氨酸仿生粘性水凝胶、谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法；所述的氨基酸包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸;所述的制备方法的步骤和条件如下：(1)氨基酸的改性a.将组分A和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的氨基酸溶液;将改性的氨基酸单体用极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体;所述的组分A、碳酸氢钠和甲基丙烯酰氯的摩尔浓度分别为0.293mol/L、0.586～0.674mol/L和5.47mol/L;所述的组分A、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1;所述的组分A包括甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和组氨酸；b.将组分B和碳酸氢钠溶于四氢呋喃和水的混合液（四氢呋喃和水的体积比为6:1）中,将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加甲基丙烯酰氯和四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h;反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，旋蒸后得到黄色的粗产物;向上述黄色粗产物中加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合液，并在室温下反应2h;反应后的溶液倒入极性溶剂正己烷和乙醚的混合液中，在-20℃下放置3h;将上清液倒除，得到的产物溶于过量的乙醇中，加入过量的三乙胺将改性的氨基酸单体析出;用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的氨基酸单体;所述的组分B、碳酸氢钠、甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.293mol/L、0.586～0.674mol/L、5.47mol/L和13.67mol/L;所述的组分B，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯和三氟乙酸的摩尔比为1:2～2.3:2～2.3:10～10.1；所用极性溶剂正己烷和乙醚的体积用量与被沉降溶液体积的比为7～10:1;所述的组分B包括Boc-赖氨酸、Boc-谷氨酰胺、Boc-精氨酸和Boc-天冬酰胺；(2)氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备将接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾加入到去离子水中，并且搅拌至完全溶解，上述各单体的质量浓度分别为10～30g/L,200g/L和2g/L,将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在65℃～70℃下反应6～8h,水凝胶在模具中成型;反应后冷却至室温，最终制得氨基酸仿生粘性水凝胶；接有双键的氨基酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为5～15:100:1。2.如权利要求1所述的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述的谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法的步骤和条件如下：a.谷氨酸的改性将0.041mol谷氨酸和0.082mol碳酸氢钠溶于120mL四氢呋喃和20mL去离子水的混合液中;将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加0.082mol甲基丙烯酰氯和15mL四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的谷氨酸溶液;将改性的谷氨酸单体用极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的谷氨酸单体；所用的谷氨酸，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2:2；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为10:1;b.谷氨酸仿生粘性水凝胶的制备将接有双键的谷氨酸单体，亲水性单体丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾加入到去离子水中，搅拌至完全溶解,溶液中上述各物质的质量浓度分别为30g/L,200g/L和2g/L;将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在70℃下反应6h,水凝胶在模具中成型;反应后冷却至室温，最终制得谷氨酸仿生粘性水凝胶;接有双键的谷氨酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为15:100:1。3.如权利要求1所述的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述的酪氨酸仿生粘性水凝胶的制备方法的步骤和条件如下：a.酪氨酸的改性将0.041mol酪氨酸和0.082mol碳酸氢钠溶于120mL四氢呋喃和20mL去离子水的混合液中;将上述溶液放在冰浴中并向其中滴加0.082mol甲基丙烯酰氯和15mL四氢呋喃的混合液，然后在室温下反应2h，反应后的溶液进行旋蒸，旋蒸后的产物调节pH值至2左右，用二氯甲烷萃取并将有机相收集，得到改性的酪氨酸溶液;将改性的酪氨酸单体用极性溶剂乙醚析出，用布氏漏斗过滤后进行干燥，得到接有双键的酪氨酸单体；所用的酪氨酸，碳酸氢钠，甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:2:2；所用极性溶剂的体积用量与被沉降溶液体积的比为10:1;b.酪氨酸仿生粘性水凝胶的制备将接有双键的酪氨酸单体，亲水性单体丙烯酰胺和引发剂过硫酸钾加入到去离子水中，搅拌至完全溶解,溶液中上述各物质的质量浓度分别为30g/L,200g/L和2g/L;将上述配制好的溶液直接倒入模具中，将模具置于烘箱中在70℃下反应6h,水凝胶在模具中成型；反应后冷却至室温，最终制得酪氨酸仿生粘性水凝胶;接有双键的酪氨酸单体，亲水单体丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为15:100:1。4.如权利要求1所述的一种氨基酸仿生粘性水凝胶体系的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高光辉，高阳，任秀艳，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22