一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法技术

本发明专利技术公开的一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，对废弃皮胶原蛋白进行双键修饰，得乙烯基胶原蛋白。步骤2，乙烯基胶原蛋白微球的制备。本发明专利技术方法以制革废弃物胶原蛋白为底物，先经甲基丙烯酸酐改性修饰，在进一步乳化交联成球，实现了废弃物资源化利用的同时使得微球上接枝了不饱和双键，增加了微球的化学可修饰性。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法
本专利技术涉及天然高分子材料
，具体涉及一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法。背景技我国是皮革生产大国，每年有大量的出口贸易，在带来经济增长的同时，也会带来一系列问题，如：环境污染、资源浪费等。这些问题会制约该行业的发展，所以皮革废弃物资源化利用就显得尤为重要。据报道，皮革固体废弃物中80％以上都是胶原蛋白，通过对制革过程中产生的残次皮料、边角余料等进行加工处理可以提炼出不同分子量及结构的胶原蛋白以适应不同需求。从制革废料中提取胶原蛋白不仅可以减少对环境的污染，同时可以为其它行业供新的原料，达到废物资源化利用，变废为宝的目的。高分子微球因其具有形状特殊性(球形)、良好的包埋性、小尺寸、比表面积大、吸附性强、功能基在表面富集等特殊特点，从而被广泛应用在多个领域如生物医学、涂料、食品中，成为当今科学研究的热点之一。制备微球的载体材料有很多，主要分为天然高分子材料和合成聚合物材料。天然高分子材料因具有良好的生物兼容性和生物可降解性且无毒无害是一类常见的用于制备微球的原材料。胶原蛋白作为一种廉价易得、来源广泛、环保可降解、无毒性且分子链上含有大量的活性基团(氨基、羟基、羧基)的天然高分子材料，是一种常见的用于制备微球的材料之一，以胶原蛋白为材料制成的胶原蛋白微球在医药学、食品、染料处理等方面应用广泛。乙烯基胶原蛋白微球是胶原蛋白经甲基丙烯酸酐改性，在经过乳化交联法制备得到的，它既具有胶原蛋白微球的性质，又因为与甲基丙烯酸酐反应，微球上接枝了不饱和双键，使微球具有更好的反应活性，增强了化学多功能性，使其既可以自交联又可以更方便的和各种带巯基的物质进行自由基聚合反应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，即实现了皮革废弃物胶原蛋白资源化利用，同时又将不饱和双键接枝到微球上，增加了微球的化学可修饰性。本专利技术所采用的技术方案是，一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，具体按照以下步骤实施；步骤1，对废弃皮胶原蛋白进行双键修饰，得乙烯基胶原蛋白；步骤2，乙烯基胶原蛋白微球的制备。本专利技术的特征还在于，步骤1的具体实施过程为：将一定量的胶原蛋白和磷酸缓冲溶液加入到锥形瓶中，然后将锥形瓶置于70℃的恒温磁力搅拌器中，加热搅拌至胶原蛋白完全溶解，再将恒温磁力搅拌器的温度降至50℃，20min后向锥形瓶中加入一定量的甲基丙烯酸酐反应2h，甲基丙烯酸酐的加入量为磷酸缓冲溶液体积的3/500，透析24h，冷冻干燥12～24h，将其置于干燥器中备用；其中，每1g的胶原蛋白需要10ml的磷酸缓冲溶液。步骤2的具体实施过程为：配置质量分数为15％～40％的乙烯基胶原蛋白水溶液；将液体石蜡和表面活性剂按照体积比50：1加入到三口烧瓶中混合，再将三口烧瓶置于水浴锅中，在400～1200rpm/min转速下将水浴锅升温至60℃，10min后将乙烯基胶原蛋白水溶液缓慢滴加至液体石蜡中，其中，乙烯基胶原蛋白水溶液与液体石蜡的体积比为1：4～8；乳化20min后迅速转至0～10℃的冰浴中，15min后加入戊二醛水溶液交联2h，戊二醛水溶液的加入量为液体石蜡体积的0.4％～1％；继续向乳液中加入异丙醇，异丙醇的加入量为液体石蜡体积的1/10，搅拌10min，停止反应，将乳液离心分离出乙烯基胶原蛋白微球，再用异丙醇、丙酮、水各洗涤3次除去杂质，冷冻干燥后即可得到纯净的乙烯基胶原蛋白微球；其中，所述戊二醛水溶液中戊二醛的质量分数为25％。步骤1中，磷酸缓冲溶液的pH＝7.4。步骤2中，表面活性剂为Span80。步骤2中，配置乙烯基胶原蛋白水溶液时，需在搅拌状态下加热至60℃助溶。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法利用皮革废弃物胶原蛋白为原料进行反应，不但可以变废为宝，提高经济价值，也为废弃物的再利用开辟了新途径。同时将双键官能团引入到胶原蛋白微球上，丰富了微球分子链上官能团的种类，增强了微球的可修饰性。附图说明图1是实施例1制备得到的乙烯基胶原蛋白微球的SEM图；图2是实施例1制备得到的乙烯基胶原蛋白微球的粒径分布图；图3是本专利技术方法中步骤1涉及的化学反应过程的示意图；图4是本专利技术方法中步骤2涉及的化学反应过程的示意图；图5是胶原蛋白微球和乙烯基胶原蛋白微球的1Hsolid-stateNMR对比图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，具体按照以下步骤实施；步骤1，对废弃皮胶原蛋白进行双键修饰，得乙烯基胶原蛋白；步骤1的具体实施过程为：将一定量的胶原蛋白和磷酸缓冲溶液加入到锥形瓶中，然后将锥形瓶置于70℃的恒温磁力搅拌器中，加热搅拌至胶原蛋白完全溶解，再将恒温磁力搅拌器的温度降至50℃，20min后向锥形瓶中加入一定量的甲基丙烯酸酐反应2h，甲基丙烯酸酐的加入量为磷酸缓冲溶液体积的3/500，透析24h，冷冻干燥12～24h，将其置于干燥器中备用；其中，每1g的胶原蛋白需要10ml的磷酸缓冲溶液。步骤1中，磷酸缓冲溶液的pH＝7.4。步骤2，乙烯基胶原蛋白微球的制备。步骤2的具体实施过程为：配置质量分数为15％～40％的乙烯基胶原蛋白水溶液；将液体石蜡和表面活性剂按照体积比50：1加入到三口烧瓶中混合，再将三口烧瓶置于水浴锅中，在400～1200rpm/min转速下将水浴锅升温至60℃，10min后将乙烯基胶原蛋白水溶液缓慢滴加至液体石蜡中，其中，乙烯基胶原蛋白水溶液与液体石蜡的体积比为1：4～8；乳化20min后迅速转至0～10℃的冰浴中，15min后加入戊二醛水溶液交联2h，戊二醛水溶液的加入量为液体石蜡体积的0.4％～1％；继续向乳液中加入异丙醇，异丙醇的加入量为液体石蜡体积的1/10，搅拌10min，停止反应，将乳液离心分离出乙烯基胶原蛋白微球，再用异丙醇、丙酮、水各洗涤3次除去杂质，冷冻干燥后即可得到纯净的乙烯基胶原蛋白微球；其中，所述戊二醛水溶液中戊二醛的质量分数为25％。步骤2中，表面活性剂为Span80。步骤2中，配置乙烯基胶原蛋白水溶液时，需在搅拌状态下加热至60℃助溶。以下从原理方面对本专利技术进行说明：步骤1，甲基丙烯酸酐对胶原蛋白进行改性，得到乙烯基胶原蛋白步骤1中，乙烯基胶原蛋白的制备原理是胶原蛋白分子链上的氨基与甲基丙烯酸酐的酸酐发生亲核取代反应，氨基作为亲核试剂进攻酸酐其中的一个羧基中的碳，然后另一个羧基离去，形成酰胺键。其化学反应图3所示；步骤2中，乙烯基胶原蛋白在乳化过程中交联成乙烯基胶原蛋白微球的原理是胶原蛋白分子链上的氨基与戊二醛的醛基发生醛胺缩合，生成酰胺键。戊二醛作为“桥”将乙烯基胶原蛋白链连接起来，如图4所示。相较于胶原蛋白微球，乙烯基胶原蛋白微球上修饰有双键，在5.4～6ppm处正好出现了不饱和键的信号峰，证明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施；/n步骤1，对废弃皮胶原蛋白进行双键修饰，得乙烯基胶原蛋白；/n步骤2，乙烯基胶原蛋白微球的制备。/n

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施；
步骤1，对废弃皮胶原蛋白进行双键修饰，得乙烯基胶原蛋白；
步骤2，乙烯基胶原蛋白微球的制备。


2.根据权利要求1所述的一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，其特征在于，步骤1的具体实施过程为：
将一定量的胶原蛋白和磷酸缓冲溶液加入到锥形瓶中，然后将锥形瓶置于70℃的恒温磁力搅拌器中，加热搅拌至胶原蛋白完全溶解，再将恒温磁力搅拌器的温度降至50℃，20min后向锥形瓶中加入一定量的甲基丙烯酸酐反应2h，甲基丙烯酸酐的加入量为磷酸缓冲溶液体积的3/500，透析24h，冷冻干燥12～24h，将其置于干燥器中备用；
其中，每1g的胶原蛋白需要10ml的磷酸缓冲溶液。


3.根据权利要求1所述的一种乙烯基胶原蛋白微球的制备方法，其特征在于，步骤2的具体实施过程为：
配置质量分数为15％～40％的乙烯基胶原蛋白水溶液；将液体石蜡和表面活性剂按照体积比50：1加入到三口烧瓶中混合，再将三口烧瓶置于水浴锅中，在400～1200rpm/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学川，邢燕梅，徐娜，罗资金，冉旭东，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61