一种可德胶/Resilin-R5复合水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种一种可德胶/Resilin

【技术实现步骤摘要】
一种可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶及其制备方法和应用，属于复合材料


技术介绍

[0002]可德胶(Curdlan)最初是由Harada等于1966年从土壤中分离出的细菌 (Alcaligenes faecalis var.myxogenes 10C3)发酵得到。根据研究报道，到目前为止，也只有Alcaligenes和Agrobacterium两个菌种能够产可德胶多糖。可德胶是由β
‑
(1,3)糖苷键连接而成的D
‑
葡聚糖，是β
‑
(1
‑
3)
‑
D
‑
葡聚糖家族中最具特色的一种，中性、没有分支、重复单位简单，可以被人体细胞降解吸收。可德胶的商业化生产历史不长，1989年始于日本武田公司。1996年可德胶获美国食品和药物管理局(FDA)认证，可在食品中用作添加剂。可德胶凝胶特性独特，低温55℃是热可逆低强度凝胶，在80℃以上时形成的是热不可逆高强度凝胶。
[0003]Resilin
‑
R5融合蛋白是利用基因工程的技术手段，将天然超弹蛋白Resilin 与硅沉积肽R5线性链接而成的人工融合蛋白。国内华中农业大学毛争争的硕士论文“Resilin
‑
R5融合蛋白表达纯化及其材料性能研究”中，将Resilin
‑
R5融合蛋白与自然界中天然存在的唯一带正电的多糖壳聚糖进行共混复合，制备了 Resilin
‑
R5/壳聚糖共混复合膜材料。该共混膜材料当Resilin
‑
R5含量为33％时，吸水率最大才达到265％；当Resilin
‑
R5含量为13％时，其平均最大拉伸强度达最大为32.1MPa。

技术实现思路

[0004]基于上述，本专利技术提供一种能够极大改善可德胶性能的可德胶/Resilin
‑
R5 复合水凝胶及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)、将可德胶溶液缓慢滴加到Resilin
‑
R5溶液中，搅拌，得到复合溶胶；
[0008]2)、将复合溶胶在光照射下进行第一阶段交联，得到复合溶胶
‑
凝胶体系，再放置在恒温水浴中进行第二阶段交联，得到可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶；
[0009]3)、将可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶放入到硅酸甲酯的稀盐酸溶液中浸泡 16
‑
40min，再用蒸馏水反复冲洗复合膜，获得表面硅沉积后的复合水凝胶材料。
[0010]可选的，所述可德胶溶液为可德胶水分散液或可德胶碱溶液。可选的，所述可德胶水分散液由可德胶分散在水中制成，并且可德胶的质量浓度为1.98％～ 4.74％。在可德胶分散到水溶液的过程持续搅拌，搅拌速度为600～800rpm。
[0011]可选的，所述可德胶碱溶液由可德胶溶解在碱溶液中制成，并且可德胶的质量浓度为1.98％～4.74％，可德胶与碱溶液质量比为1:49～1:20，所述碱溶液为氨水、氢氧化钠
水溶液、磷酸三钠水溶液或磷酸三钙水溶液，碱溶液的物质量的浓度为0.0001mol/L～0.1mol/L。在可德胶分散到碱溶液的过程持续搅拌，搅拌速度为600～800rpm。
[0012]可选的，所述Resilin
‑
R5溶液由Resilin
‑
R5溶于蒸馏水中配制而成，并且所述Resilin
‑
R5的水溶液质量浓度为5mg/mL～20mg/mL。在滴加可德胶溶液时需要逐步滴加，1～5min内滴加完毕；且持续搅拌，且搅拌速度为200～500rpm。
[0013]可选的，所述第一阶段交联的光照射采用500W卤钨灯照射时间6
‑
10min，所述第二阶段交联的恒温水浴的温度为70℃～85℃，时间为0.5h～2h。
[0014]可选的，所述可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶中可德胶的质量分数为1％～ 2.5％，Resilin
‑
R5的质量分数为0.247％～0.947％。
[0015]可选的，所述硅酸甲酯的稀盐酸溶液由硅酸甲酯溶解于1
×
10
‑3‑5×
10
‑3mol/L 的HCl溶液中得到1
‑
2mol/L的硅酸甲酯溶液。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种由所述的制备方法制备得到的可德胶/Resilin
‑
R5 复合水凝胶。该复合水凝胶中可德胶的质量分数为1％～2.5％，Resilin
‑
R5的质量分数为0.247％～0.947％。可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的平均断裂伸长率最大达到52.3％，凝胶的压缩模量平均最大达到1.5MPa，复合水凝胶保水率 3500％
‑
7900％，复吸水率360％
‑
582％。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶作为皮肤表面创伤敷料的应用。可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶具有较高的力学强度，无毒无害，可自然降解，且R5肽易于硅沉积，可以通过沉积的二氧化硅进行药物负载，作为皮肤表面创伤辅料具有良好的韧性及药物缓释的潜力。
[0018]第四方面，本专利技术提供一种所述的可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶作为农作物培养基的应用。由于可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶具有较好的保水效果及复吸水性能，保水率在3500％以上，复吸水率在360％以上。因此通过水凝胶可实现农药的有效负载，构建保水和农药分子负载一体化体系。该水凝胶还具有独特的硅沉积功能，能富集土壤中的硅元素，因此可以促进光合作用和抗倒伏能力，有助于农作物的生长。
[0019]本专利技术的工作原理是：本专利技术利用可德胶的低温可逆和高温不可逆的独特成胶特性，及其在水中能形成良好的分散体系与在碱溶液中良好溶解这三大特点，来制备水凝胶。Resilin
‑
R5是设计合成的融合蛋白，该融合蛋白内部的氨基可与可德胶分子中的羟基发生键合，一方面可以提高可德胶凝胶的力学强度，另一方面可以让Resilin
‑
R5/可德胶复合水凝胶体系实现硅沉积功能和载药功能。首先利用Resilin
‑
R5的光交联性质，完成第一阶段交联，形成类似苔藓状贴敷结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、将可德胶溶液缓慢滴加到Resilin
‑
R5溶液中，搅拌，得到复合溶胶；2)、将复合溶胶在光照射下进行第一阶段交联，得到复合溶胶
‑
凝胶体系，再放置在恒温水浴中进行第二阶段交联，得到可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶；3)、将可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶放入到硅酸甲酯的稀盐酸溶液中浸泡，再用蒸馏水反复冲洗复合膜，获得表面硅沉积后的复合水凝胶材料。2.根据权利要求1所述的可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述可德胶溶液为可德胶水分散液或可德胶碱溶液。3.根据权利要求2所述的可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述可德胶水分散液由可德胶分散在水中制成，并且可德胶的质量浓度为1.98％～4.74％。4.根据权利要求2所述的可德胶/Resilin
‑
R5复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述可德胶碱溶液由可德胶溶解在碱溶液中制成，并且可德胶的质量浓度为1.98％～4.74％，可德胶与碱溶液质量比为1:49～1:20，所述碱溶液为氨水、氢氧化钠水溶液、磷酸三钠水溶液或磷酸三钙水溶液。5.根据权利要求1所述的可德胶/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴江，孙燕，商胜华，巴金莎，朱文静，许衡，俞韩啸，陈夏伟，方卓晗，石甜甜，丁阳，朱梦佳，
申请(专利权)人：贵州省烟草科学研究院，
类型：发明
国别省市：