基于层状双金属氢氧化物-酿酒酵母的杂化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于层状双金属氢氧化物

【技术实现步骤摘要】
基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及材料
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生物学交叉领域，尤其涉及一种基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]杂化材料是基于有生命的微生物和无生命的材料复合而成的新兴体系。该体系利用微生物和材料的独特特点，构筑出了应用于能源、医疗领域中的独特设计。
[0003]但是，现有的杂化材料设计方案普遍具有材料与微生物间联系不够紧密的问题，杂化体大多只是简单地将不同功能的组元拼接在一起，再各自执行自己的功能。这种形式的杂化仅仅只能发挥一加一等于二甚至是小于二的效果。杂化材料的应用潜力还远未被开发。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料及其制备方法和应用，以解决相关技术中存在的材料与微生物间联系不够紧密的技术问题。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]在去二氧化碳去离子水C中，依次滴入含有硝酸钴、硝酸铁的去二氧化碳溶液A和含有氢氧化钠、含硫阴离子盐的去二氧化碳溶液B，控制pH在8.5～10.5,在搅拌下反应得到含硫阴离子插层的钴铁层状双金属氢氧化物；
[0007]将酿酒酵母与所述含硫阴离子插层的钴铁层状双金属氢氧化物在去离子水中搅拌，经离心后得到多功能的杂化体。
[0008]优选地，所述硫阴离子选自硫代硫酸根、硫酸根、亚硫酸根，优选为硫代硫酸根。
[0009]优选地，含有硝酸钴、硝酸铁的去二氧化碳溶液A中的硝酸钴和硝酸铁的摩尔比为3：(0.75～1.5)，优选为3：1。
[0010]优选地，含有氢氧化钠、硫代硫酸钠的去二氧化碳溶液B中的氢氧化钠和硫代硫酸钠的摩尔比为5：(0.5～1.5)，优选为5：1。
[0011]优选地，将溶液A、B在10分钟内同时滴入到C中，控制pH在8.5～10.5，反应温度为60
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75℃，搅拌转速为400
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600rpm，反应5～20分钟；优选的，pH控制为9.5，反应温度为65℃，转速为520rpm，反应10分钟。
[0012]优选地，将酿酒酵母与所述含硫阴离子插层的钴铁层状双金属氢氧化物复合时，二者的配比为107CFU与0.5～2.5mg层状双金属氢氧化物复合，优选为107CFU酿酒酵母与0.5mg层状双金属氢氧化物复合。
[0013]根据本申请实施例的第二方面，提供一种如第一方面所述的制备方法制备得到的
基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料。
[0014]根据本申请实施例的第三方面，提供一种硫化氢生产生物反应器，其特征在于，为第二方面所述的基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母杂化材料。
[0015]根据本申请实施例的第四方面，提供一种酸+硫醇响应性的过氧化氢催化剂，其特征在于，为第二方面所述的基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母杂化材料。
[0016]根据本申请实施例的第五方面，提供一种肿瘤治疗用杂化体，其特征在于，为第二方面所述的基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母杂化材料。
[0017]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0018]由上述实施例可知，本申请从酿酒酵母的硫代谢需求出发进行设计，使用材料为酵母的硫代谢提供原料，构筑出了在功能上会有着内部协作的杂化体。该杂化体相较其他现有杂化材料，实现了材料和微生物的内部双向协作。材料与微生物在发挥自己功能的同时会增强对方的功能，使得复合体相较于纯钴铁层状双金属氢氧化物材料、商用酿酒酵母表现出了更好的硫化氢生产、过氧化氢响应性催化和肿瘤治疗效果。
[0019]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0021]图1为实施例1中制备出的硫代硫酸根插层的钴铁层状双金属氢氧化物的透射电镜照片。
[0022]图2为实施例1中使用的酿酒酵母的扫描电镜照片。
[0023]图3为实施例1中层状双金属氢氧化物、酿酒酵母、杂化体的粒径分布。
[0024]图4为实施例1中层状双金属氢氧化物、酿酒酵母、杂化体的ζ
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电位。
[0025]图5为实施例1中杂化体的扫描电镜照片。
[0026]图6为实施例1中层状双金属氢氧化物、酵母、杂化体的X射线衍射结果。
[0027]图7为实施例1中制备出的硫代硫酸根插层的钴铁层状双金属氢氧化物的酸响应性硫代硫酸根释放。
[0028]图8为实施例1中制备出的硫代硫酸根插层的钴铁层状双金属氢氧化物的和硫离子响应性硫代硫酸根释放。
[0029]图9为实施例1中杂化体在不同浓度硫醇环境下的硫化氢释放曲线
[0030]图10为实施例1中杂化体与未经层状双金属氢氧化物改装的酿酒酵母在不同浓度硫醇环境下的硫化氢释放曲线。
[0031]图11为实施例1中杂化体在硫醇环境下培养12小时后的催化性能紫外可见吸收光谱图。
[0032]图12为实施例1中LDH，杂化体在硫醇环境下培养12小时后于不同pH下的过氧化氢电子自旋共振谱测试结果。
[0033]图13为实施例1中经不同治疗剂处理后，小鼠的体重变化。
[0034]图14为实施例1中经不同治疗剂处理后，小鼠所载肿瘤的体积变化。
[0035]图15为实施例1中经不同治疗剂治疗结束后，各实验组小鼠的肿瘤质量。
[0036]图16为实施例1中经杂化体静脉治疗后，小鼠肿瘤切片的六胺银染色照片，真菌会被染为黑色小点。
具体实施方式
[0037]下面通过具体实施方式对本专利技术的实现方式进行描述。应该指出，具体实施例是对本专利技术的解释而不是限定。
[0038]实施例1
[0039]化学品：
[0040]九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·
9H2O)、氢氧化钠(NaOH)、五水合硫代硫酸钠(Na2S2O3·
5H2O)购自国药集团化学试剂有限公司。六水合硝酸钴(Co(NO3)2·
6H2O)购自Sigma Aldrich。酿酒酵母为商业化的安琪干酵母。如无说明，所有使用的药品均不需额外纯化。本专利技术中所有使用的去离子水均经过去二氧化碳操作，从而避免了碳酸根对于含硫阴离子插层的影响。具体过程为，将去离子水煮沸10分钟，随后收集至密封容器内备用。所有涉及层状双金属氢氧化物与水接触的步骤均需用塑料薄膜封口反应容器。
[0041]步骤(1)，硫代硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于层状双金属氢氧化物
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酿酒酵母的杂化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在去二氧化碳去离子水C中，依次滴入含有硝酸钴、硝酸铁的去二氧化碳溶液A和含有氢氧化钠、含硫阴离子盐的去二氧化碳溶液B，控制pH在8.5～10.5,在搅拌下反应得到含硫阴离子插层的钴铁层状双金属氢氧化物；将酿酒酵母与所述含硫阴离子插层的钴铁层状双金属氢氧化物在去离子水中搅拌，经离心后得到多功能的杂化体。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含硫阴离子选自硫代硫酸根、硫酸根、亚硫酸根，优选为硫代硫酸根。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含有硝酸钴、硝酸铁的去二氧化碳溶液A中的硝酸钴和硝酸铁的摩尔比为3：(0.75～1.5)，优选为3：1。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含有氢氧化钠、含硫阴离子盐的去二氧化碳溶液B中的氢氧化钠和含硫阴离子盐的摩尔比为5：(0.5～1.5)。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将溶液A、B在10分钟内同时滴入到C中，控制pH在8.5～10.5，反应温度为60
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【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，李飞雨，傅译可，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：