具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶及制备方法，所述多功能水凝胶以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱为水凝胶骨架，所述水凝胶骨架交联有表面包覆单宁酸铁的碳化钛纳米片。本发明专利技术以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱作为水凝胶骨架，利用非动态共价键光交联表面包覆单宁酸铁的碳化钛MXene纳米片，形成水凝胶，利用MXene@TA/Fe纳米片的非酶抗氧化性能实现铁离子中电子转移，过氧化物酶和过氧化氢酶活性与光热协同，实现纳米片与水凝胶骨架的交联，赋予水凝胶抗菌、抗氧化和促进烧伤伤口愈合的性能。合的性能。合的性能。

【技术实现步骤摘要】
具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶及制备方法


[0001]本专利技术属于水凝胶
，具体涉及具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶及制备方法。

技术介绍

[0002]烧烫伤是指由热损伤造成的皮肤屏障的破坏，是最具破坏性的创伤之一，与其他创伤相比，烧伤创面通常具有创伤面积大、形状不规则和严重的出血、极易感染且愈合缓慢等特点。水凝胶敷料可以提供合适的微环境促进伤口修复，也可以作为物理屏障阻止细菌，防止伤口感染。
[0003]目前市面上的水凝胶敷料存在抗菌能力差等缺陷，容易造成伤口易发生感染等问题。针对烧烫伤创面，设计一种能够高效抗菌，抗炎，促愈合的双重纳米酶活性多功能水凝胶尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶及制备方法。本专利技术以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱作为水凝胶骨架，利用非动态共价键光交联表面包覆单宁酸铁的碳化钛MXene纳米片(MXene@TA/Fe纳米片)，形成水凝胶，利用MXene@TA/Fe纳米片的非酶抗氧化性能实现铁离子中电子转移，过氧化物酶和过氧化氢酶活性与光热协同，实现纳米片与水凝胶骨架的交联，赋予水凝胶抗菌、抗氧化和促进烧伤伤口愈合的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶，其特征在于，所述多功能水凝胶以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱为水凝胶骨架，所述水凝胶骨架交联有表面包覆单宁酸铁的碳化钛纳米片。
[0006]本专利技术提供一种制备具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶的方法，其特征在于，包括：
[0007]步骤一、将碳化钛铝化合物溶于氢氟酸溶液中，刻蚀12h～96h后，离心至上清pH呈中性，干燥，得到钛化碳多层纳米片；
[0008]步骤二、将所述钛化碳多层纳米片于四甲基氢氧化铵溶液中剥离 12h～96h，离心干燥，得到少层纳米片；
[0009]步骤三、将所述少层纳米片分散于去离子水中，得到体系A，向所述体系A中加入TA溶液，得到体系B，向所述体系B中加入FeCl3·
6H2O 溶液，调节pH为7.0～7.5，得到体系C，将所述体系C于5000rpm～8000rpm 的转速下循环离心3min～10min，得到MXene@TA/Fe纳米片；
[0010]步骤四、将壳聚糖粉末完全溶解于乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液，将甲基丙烯酸酐逐滴加入至所述壳聚糖溶液中，于40℃～60℃的水浴条件下搅拌反应12h～18h，中和透析，冷冻，得到甲基丙烯酰胺壳聚糖；
[0011]步骤五、向步骤四所述甲基丙烯酰胺壳聚糖中滴加2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵，于40℃～60℃下搅拌反应12h～24h，离心，透析，冷冻干燥，得到季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖；
[0012]步骤六、将所述季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖溶解于去离子水中，得到季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖质量百分含量为0.5％～2％的体系D，向所述体系D中加入磺基甜菜碱和交联剂，得到预聚液；
[0013]步骤七、将步骤三所述MXene@TA/Fe纳米片分散于所述预聚液中，得到交联体系，向所述交联体系中加入苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂，搅拌2min～5min，得到具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶。
[0014]上述的方法，其特征在于，步骤一中，所述氢氟酸的质量为碳化钛铝化合物质量的10倍～20倍，所述氢氟酸溶液中HF的质量百分含量为 30％～50％。
[0015]上述的方法，其特征在于，步骤二中，所述四甲基氢氧化铵溶液的质量为钛化碳多层纳米片质量的0.5倍～1倍，所述四甲基氢氧化铵溶液的质量浓度为4％～6％。
[0016]上述的方法，其特征在于，步骤三中，所述去离子水的质量为少层纳米片质量的1倍～2倍，所述TA溶液体积为少层纳米片质量的1倍～2倍，所述FeCl3·
6H2O溶液体积为少层纳米片质量的0.2倍～0.5倍，所述TA溶液体积单位和FeCl3·
6H2O溶液体积单位均为mL，所述少层纳米片质量的单位为mg，所述TA溶液的浓度为25mg/mL～40mg/mL，所述FeCl3·
6H2O 溶液的浓度为5.3mg/mL～10.6mg/mL。
[0017]上述的方法，其特征在于，步骤四中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分含量为1％～2％，所述乙酸溶液的质量百分浓度为0.5％～2％，所述甲基丙烯酸酐的质量为壳聚糖质量的0.5倍～1.5倍；所述冷冻的温度为
ꢀ‑
45℃～
‑
50℃，时间为48h～72h；所述壳聚糖分子量为20万～30万。
[0018]上述的方法，其特征在于，步骤五中，所述冷冻干燥的温度为
‑
45℃～
ꢀ‑
50℃，时间为48h～72h，所述搅拌反应中搅拌的速率为 200rpm/min～300rpm/min，所述2，3
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环氧丙基三甲基氯化铵的质量为步骤四所述壳聚糖粉末质量的1/6倍～1/3倍。
[0019]上述的方法，其特征在于，步骤六中，所述预聚液中，磺基甜菜碱的质量百分浓度为20％～30％，交联剂的质量百分浓度为0.2％～0.4％。
[0020]上述的方法，其特征在于，步骤七中，所述交联体系中MXene@TA/Fe 纳米片的浓度为0.5mg/mL～2mg/mL，所述苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂的质量为MXene@TA/Fe纳米片质量的0.5倍～2倍。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0022]1、本专利技术的具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶，以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱作为水凝胶骨架，利用非动态共价键光交联表面包覆单宁酸铁的碳化钛MXene纳米片(MXene@TA/Fe纳米片)，形成水凝胶，利用MXene@TA/Fe纳米片的非酶抗氧化性能实现铁离子中电子转移，过氧化物酶和过氧化氢酶活性与光热协同，实现纳米片与水凝胶骨架的交联，赋予水凝胶抗菌、抗氧化和促进烧伤伤口愈合的性能。
[0023]2、本专利技术的具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶的制备方法中，包括将MXene@TA/Fe纳米片分散于含有季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖、磺基甜菜碱和N、N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺的预聚液中，可有效利用MXene的高导电性，加速体系中电子转移速率，使铁离子在三价
和二价之间转换。
[0024]3、本专利技术的具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶的制备方法中，包括以接枝有双键的壳聚糖作为预聚体，与两性离子形成非动态共价键，可实现快速的光交联，获得优异抗特异性蛋白吸附性能的水凝胶。
[0025]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0026][00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶，其特征在于，所述多功能水凝胶以接枝双键、季铵化改性壳聚糖和两性离子磺基甜菜碱为水凝胶骨架，所述水凝胶骨架交联有表面包覆单宁酸铁的碳化钛纳米片。2.一种制备具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶的方法，其特征在于，包括：步骤一、将碳化钛铝化合物溶于氢氟酸溶液中，刻蚀12h～96h后，离心至上清pH呈中性，干燥，得到钛化碳多层纳米片；步骤二、将所述钛化碳多层纳米片于四甲基氢氧化铵溶液中剥离12h～96h，离心干燥，得到少层纳米片；步骤三、将所述少层纳米片分散于去离子水中，得到体系A，向所述体系A中加入TA溶液，得到体系B，向所述体系B中加入FeCl3·
6H2O溶液，调节pH为7.0～7.5，得到体系C，将所述体系C于5000rpm～8000rpm的转速下循环离心3min～10min，得到MXene@TA/Fe纳米片；步骤四、将壳聚糖粉末完全溶解于乙酸溶液中，得到壳聚糖溶液，将甲基丙烯酸酐逐滴加入至所述壳聚糖溶液中，于40℃～60℃的水浴条件下搅拌反应12h～18h，中和透析，冷冻，得到甲基丙烯酰胺壳聚糖；步骤五、向步骤四所述甲基丙烯酰胺壳聚糖中滴加2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵，于40℃～60℃下搅拌反应12h～24h，离心，透析，冷冻干燥，得到季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖；步骤六、将所述季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖溶解于去离子水中，得到季铵化甲基丙烯酰胺壳聚糖质量百分含量为0.5％～2％的体系D，向所述体系D中加入磺基甜菜碱和交联剂，得到预聚液；步骤七、将步骤三所述MXene@TA/Fe纳米片分散于所述预聚液中，得到交联体系，向所述交联体系中加入苯基
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2,4,6
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三甲基苯甲酰基亚磷酸锂，搅拌2min～5min，得到具有双重纳米酶活性的多功能水凝胶。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述氢氟酸的质量为碳化钛铝化合物质量的10倍～20倍，所述氢氟酸溶液中HF的质量百分含量为30％～50％。4.根据权利要求2所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅容湛，范代娣，康心茹，朱晨辉，李阳，段志广，沈欣，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：