[发明专利]一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂。与现有技术相比，本发明通过重组设计表达了含有大量正电荷的类弹性蛋白，然后通过化学合成的阴离子冠醚分子与带正电荷类弹性蛋白之间的静电相互作用，增强了粘合剂的交联度和疏水性，制备了高剪切粘合强度的耐高低温粘合剂，使所得的产品在不同的温度环境下(常温、高温和超低温)均表现出优异的粘合强度，可用于常温、高温、低温甚至超低温环境下的机械加固和破损修补；同时具有制备过程简单、无需特殊设备等优势，可作为新一代便携低温胶水，在极地，外太空等极端低温环境中有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，尤其涉及一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂及其制备方法。

背景技术

生物粘合剂是人们将提取自动植物的生物质进行界面黏结，特别是生物湿组织界面黏结的一类生物材料。这类粘合剂往往具有可降解性，无毒性，良好的生物相容性和广泛界面适用性。但是，这些传统生物粘合剂的原材料往往缺乏更合理的设计，粘合强度较低，且由于水和氢键大量存在，使用温阈狭窄。因此，在一些极端、复杂的环境下依旧面临着巨大挑战，尤其是在超低温和高温的环境下存在黏附耐力差的问题，难以长效维持原有的粘附性能，大大限制了粘合剂的应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂及其制备方法，该高低温粘合剂在常温、低温与高温环境下聚能表现除优异的粘合性能，同时具有良好的制备便携性。

本发明提供了一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂，包括带正电荷的类弹性蛋白与冠醚类阴离子；

所述带正电荷的类弹性蛋白包含n个重复序列[(VPGKG)₉(VPGXG)]； n为4～16的整数；X为除脯氨酸外的任意天然氨基酸。

优选的，所述带正电荷的类弹性蛋白中正电荷的摩尔数与冠醚类阴离子中负电荷的摩尔比为(0.5～2.5)：1。

优选的，所述冠醚类阴离子为修饰有羧基的苯并冠醚、修饰有羧基的苯并冠醚二聚体、修饰有羧基的苯并冠醚多聚体、修饰有羧基的二苯并冠醚、修饰有羧基的二苯并冠醚二聚体与修饰有羧基的二苯并冠醚多聚体中的一种或多种。

优选的，所述带正电荷的类弹性蛋白包含n个重复序列[(VPGKG)₉ (VPGVG)]；所述冠醚类阴离子为式(I)所示阴离子和/或式(II)所示阴离子：

其中，R₁～R₃各自独立地为H或式(III)所示的基团，且不同时为H；

m₁～m₉各自独立地为0～5的整数。

优选的，所述冠醚类阴离子如式(IV)所示：

优选的，还包括稀土离子；所述稀土离子选自镧离子、铈离子、铕离子、镝离子与镥离子中的一种或多种。

优选的，所述稀土离子与冠醚类阴离子的电荷比为(0.01～2)：10。

本发明还提供了一种基于生物工程蛋白的高低温粘合剂的制备方法，包括：

S1)将带正电荷的类弹性蛋白与水混合，得到蛋白溶液；所述带正电荷的类弹性蛋白包含n个重复序列[(VPGKG)₉(VPGXG)]；n为4～16的整数；X为除脯氨酸外的任意天然氨基酸；

将冠醚类化合物与水混合，得到含有冠醚类阴离子的冠醚溶液；

S2)将蛋白溶液与冠醚溶液混合，离心后，将下层溶液冷冻干燥，得到基于生物工程蛋白的高低温粘合剂。