【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及食品科学、材料科学、生物医学工程、制药和生物科学领域，具体涉及玉米醇溶蛋白原纤维粉末、玉米醇溶蛋白新凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在扫描电镜下观察玉米醇溶蛋白粉末是不规则的球状，其尺寸从数微米至数百微米；而用玉米醇溶蛋白溶液涂敷制备的二维薄膜的表面结构也是由尺寸数十纳米至数微米的微球构成。因此，玉米醇溶蛋白的微观基本结构是球状这一观念已被广为接受。另一方面，玉米醇溶蛋白溶液的凝胶化一直被认为是食品加工领域的一个缺点。
2、多年来有若干研究小组试图通过跟踪凝胶形成过程来解明凝胶化机理，找到再现程度高的凝胶生成方法，但给出了相互矛盾的结果。例如，p.nonthanum等人报道γ-玉米醇溶蛋白对于玉米醇溶蛋白溶液的凝胶化至关重要。在他们的第一份报告中，27％(w/v)玉米醇溶蛋白在70％(v/v)乙醇中(采用三种不同的方法提取玉米醇溶蛋白)，胶凝时间约为3h。他们认为γ-玉米醇溶蛋白的共存可能是玉米醇溶蛋白溶液凝胶化的原因，其根据是添加β-巯基乙醇(bme)会缩短凝胶时间。在第二篇报道中，他们在不同的ph条件下，在65-90％乙醇中制备了20％玉米醇溶蛋白溶液。γ-玉米醇溶蛋白含量高的溶液凝胶时间比γ-玉米醇溶蛋白含量低的短；无γ-玉米醇溶蛋白的溶液在240min内未发生凝胶化。因为γ-玉米醇溶蛋白含有较高的-sh基团，可以形成二硫键，他们因此提出二硫键对于凝胶的形成很重要。然而，在s.uzun等人报道的另一项研究中，在90％乙醇中，60％和40％的玉米醇溶蛋白在放置4个月后才会发生凝胶化，他们认为
3、这些研究结果表明玉米醇溶蛋白溶液的凝胶化过程是难以重复和控制的，现阶段尚不具备玉米醇溶蛋白凝胶作为有用物质的应用条件，必须找到凝胶化的关键因子，使其制备过程可重复、性能可调控。
4、增材制造的一个新兴领域是4d打印，这里时间作为第四维度与3d打印相结合。智能材料的设计目标就是能够响应外部环境刺激，在多种刺激因子中，只有有限的因子有助于实现4d打印特性。在生物医学领域，组织工程和药物输送是可以4d打印应用的主要领域。d.han等利用4d打印微针增强组织粘附，这些微针有向后弯曲的倒刺，当插入皮肤时，可以变形并与组织锁合。在另一个研究中，基于聚乙烯醇pva体系的水诱导形状恢复特性可实现胃潴留时间的延长。然而，这些第四维度的变化都需要复杂的打印后处理过程才能实现。研发低成本、打印方法简单(打印后处理步骤少)的打印墨水材料具有挑战性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种显著有别于玉米醇溶蛋白球形微观形貌、不同溶剂体系的、高度可重复、性能可控的玉米醇溶蛋白原纤维粉末、玉米醇溶蛋白新凝胶及其制备方法和应用。本专利技术还以玉米醇溶蛋白原纤维粉末作为种子，提供了不同溶剂体系的、高度可重复、性能可控的玉米醇溶蛋白凝胶快速制备技术。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术发现在剪切力帮助下可以较快的形成凝胶，但需要连续搅拌4小时以上，仍然很耗时。基于玉米醇溶蛋白的疏水特性，发现在水的作用下凝胶固化发生相分离，凝胶体系中的其他溶剂随之溶出到水中，将固化的凝胶冷冻干燥后获得富含原纤维的玉米蛋白粉末。该粉末作为种子纤维添加到新鲜制备的玉米醇溶蛋白溶液后可大大加快凝胶的形成，且此操作具有高度重复性，解决了长期困扰的凝胶形成不可控问题。
4、本专利技术披露了一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末及其制备方法，并使用该原纤维作为凝胶网络的核结构，诱导玉米醇溶蛋白溶液快速凝胶化，解决了凝胶形成条件不可控的关键问题，作为具有高度重复性的凝胶制备方法用于性能可控的生物医用凝胶材料制备，实施3d及4d打印，具体方案如下：
5、一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，该方法包括以下步骤：
6、将水加入含有溶剂的玉米醇溶蛋白凝胶中，使凝胶固化；
7、然后冷冻干燥固化物，得到富含原纤维的玉米醇溶蛋白原纤维粉末。
8、进一步地，所述的玉米醇溶蛋白凝胶采用以下方法制备：将玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在混合溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)的玉米醇溶蛋白溶液，再施加剪切应力直至形成玉米醇溶蛋白凝胶。即用于制备玉米醇溶蛋白原纤维粉末的玉米醇溶蛋白凝胶中含有10-60％(w/v)的玉米醇溶蛋白。
9、进一步地，所述的水的添加量为玉米醇溶蛋白凝胶的4-6倍。
10、进一步地，所述的溶剂为60-95％(v/v)的乙醇/水、二甲基亚砜(dmso)、60-95％(v/v)的n-甲基吡咯烷酮(nmp)/水、60-95％(v/v)的甘油缩甲醛(gf)/水或60-95％(v/v)的乙酸/水。
11、进一步地，剪切应力的搅拌转速为1500-2500rpm，时间为5-10h。
12、一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，该方法为：将如上所述的玉米醇溶蛋白原纤维粉末和玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在如上所述的溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)玉米醇溶蛋白溶液，静置后形成玉米醇溶蛋白新凝胶。
13、进一步地，所述玉米醇溶蛋白原纤维粉末的添加量与玉米醇溶蛋白原料粉末的质量比为(10-100):(0-90)。
14、进一步地，制备时，在玉米醇溶蛋白溶液中加入活性物质和/或致孔剂，形成负载活性物质的玉米醇溶蛋白新凝胶；所述的活性物质包括盐酸环丙沙星、地塞米松、甘油磷酸酯、维生素c；所述的致孔剂包括薄荷醇。
15、一种如上所述方法制备的玉米醇溶蛋白新凝胶。
16、一种如上所述的玉米醇溶蛋白新凝胶的应用，该玉米醇溶蛋白新凝胶用于在具有梯度变化的支持浴中，实施4d打印。在由不同溶剂梯度形成的支持浴中打印3d结构，可实现第四维度的形变，以及由此引申的载药量、药物释放速率、降解速率等的变化，即为4d打印。
17、进一步地，4d打印的具体过程为：将支持浴材料溶解在溶剂-水溶液体系中，逐层叠加形成具有梯度变化的支持浴；将玉米醇溶蛋白新凝胶在支持浴中进行4d打印，打印完成后，干燥后，得到3d打印结构。
18、进一步地，所述的支持浴材料包括卡波、硅藻土、硅酸盐、氢氧化钠或硅油；所述的溶剂-水溶液体系由10-80％(v/v)的水和20-90％(v/v)的乙醇、dmso、nmp、gf或乙酸组成。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
20、(1)本专利技术不仅显著缩短了凝胶制备时间，而且具有高度重复性，为玉米蛋白凝胶作为生物医用材料的用途提供了质量保证；
21、(2)本专利技术中，利用第一个用途诱导生成的新凝胶在梯度变化的支持介质中可实现4d打印，打印物具有环境响应性智能化特征，包括但不限于可调控的载药量、释放速率和降解速率等生物医用功能；
22、(3)本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，所述的玉米醇溶蛋白凝胶采用以下方法制备：将玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)的玉米醇溶蛋白溶液，再施加剪切应力直至形成玉米醇溶蛋白凝胶。
3.根据权利要求1或2所述的一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为60-95％(v/v)的乙醇/水、DMSO、60-95％(v/v)的NMP/水、60-95％(v/v)的甘油缩甲醛/水或60-95％(v/v)的乙酸/水。
4.一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，其特征在于，该方法为：将如权利要求1所述的玉米醇溶蛋白原纤维粉末和玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)玉米醇溶蛋白溶液，静置后形成玉米醇溶蛋白新凝胶。
5.根据权利要求4所述的一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，其特征在于，所述玉米醇溶蛋白原纤维粉末的添加量与玉米醇溶蛋白原料粉末的质量比为(10-100):(0-
6.根据权利要求4所述的一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，其特征在于，制备时，在玉米醇溶蛋白溶液中加入活性物质和/或致孔剂，形成负载活性物质的玉米醇溶蛋白新凝胶；所述的活性物质包括盐酸环丙沙星、地塞米松、甘油磷酸酯或维生素C；所述的致孔剂包括薄荷醇。
7.一种如权利要求4-6任一项所述方法制备的玉米醇溶蛋白新凝胶。
8.一种如权利要求7所述的玉米醇溶蛋白新凝胶的应用，其特征在于，该玉米醇溶蛋白新凝胶用于在具有梯度变化的支持浴中，实施4D打印。
9.根据权利要求8所述的一种玉米醇溶蛋白新凝胶的应用，其特征在于，4D打印的具体过程为：将支持浴材料溶解在溶剂-水溶液体系中，逐层叠加形成具有梯度变化的支持浴；将玉米醇溶蛋白新凝胶在支持浴中进行4D打印，打印完成后，干燥后，得到3D打印结构。
10.根据权利要求8所述的一种玉米醇溶蛋白新凝胶的应用，其特征在于，所述的支持浴材料包括卡波、硅藻土、硅酸盐、氢氧化钠或硅油；所述的溶剂-水溶液体系由10-80％(v/v)的水和20-90％(v/v)的乙醇、DMSO、NMP、GF或乙酸组成。
...【技术特征摘要】
1.一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，所述的玉米醇溶蛋白凝胶采用以下方法制备：将玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)的玉米醇溶蛋白溶液，再施加剪切应力直至形成玉米醇溶蛋白凝胶。
3.根据权利要求1或2所述的一种玉米醇溶蛋白原纤维粉末的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为60-95％(v/v)的乙醇/水、dmso、60-95％(v/v)的nmp/水、60-95％(v/v)的甘油缩甲醛/水或60-95％(v/v)的乙酸/水。
4.一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，其特征在于，该方法为：将如权利要求1所述的玉米醇溶蛋白原纤维粉末和玉米醇溶蛋白原料粉末溶解在溶剂中，形成浓度为10-60％(w/v)玉米醇溶蛋白溶液，静置后形成玉米醇溶蛋白新凝胶。
5.根据权利要求4所述的一种玉米醇溶蛋白新凝胶的制备方法，其特征在于，所述玉米醇溶蛋白原纤维粉末的添加量与玉米醇溶蛋白原料粉末的质量比为(10-100):(0-90)...
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