[发明专利]一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法有效

专利信息
申请号: 201910875726.2 申请日: 2019-09-17
公开(公告)号: CN110591168B 公开(公告)日: 2021-07-27
发明(设计)人: 王平;农叶琳;王琳;袁久刚;王强 申请(专利权)人: 江南大学
主分类号: C08L5/08 分类号: C08L5/08;C08L79/04;C08J5/18;C08J3/24;C08B37/08;C12P17/10
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 丁静静
地址: 214122 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 法制 透明 质酸基 导电 材料 方法
【说明书】:

发明公开了一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法,利用酪胺对透明质酸分子进行修饰,增加透明质酸分子中酚羟基的数量,提高透明质酸的反应性;再以漆酶催化氧化改性后的透明质酸分子间交联和吡咯聚合,制备透明质酸基导电膜材料。具体包括以下步骤:(1)透明质酸分子表面接枝酪胺;(2)漆酶催化透明质酸交联和与吡咯聚合。与通过共混法或化学引发法制备透明质酸基导电膜材料相比,本发明具有酶催化效率高、反应条件缓和、膜材料力学性能和导电性能改善明显的优点。

技术领域

本发明涉及一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法,属于生物材料加工技术领域。

背景技术

水凝胶是一种亲水性三维网状结构材料,能够吸附大量水分子并将其连接在网络内部,其能够吸收相当于自身质量上百倍的水分后仍保持凝胶状态,具有很好的锁水性,并且水凝胶吸水溶胀后能够很好的模拟人体组织,具有一定的柔软性和粘弹性,能够贴服在皮肤表面。透明质酸是一种酸性多糖,以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能,如调节血管壁的通透性,调节水电解质扩散及运转,促进创伤愈合等,可用于多种水凝胶产品的制备。为拓展透明质酸基水凝胶为原料的膜材料应用性能,可应用导电高分子材料与透明质酸相组合的方式,制备透明质酸为基材的水凝胶类复合导电膜材料,应用于包括可穿戴电子器件在内的多种柔性导电生物材料的制备,用于监控健康和运动状态等多领域。

以透明质酸为基质的导电材料制备中,可采用的方法包括共混改性法、化学引发法和酶催化改性法等。上述方法中,共混法应用简便,缺点是成品中材料均质化效果较差,材料力学性能和导电效果不稳定。化学引发法应用较多,其基本原理是借助于过硫酸盐,引发溶解在透明质酸溶液中的吡咯聚合,形成透明质酸/聚吡咯的复合导电膜材料。这类方法也存在一定的不足,包括:(1)聚吡咯与未改性的透明质酸分子间结合力较弱,水相中膜材料中的聚吡咯大分子易溶出,促使导电性能下降;(2)未改性的透明质酸分子之间主要靠氢键和范德华力作用,制备获得的膜材料力学性能较差,在拉伸和压缩变形时易发生断裂。近年来,随着生物酶技术应用研究的深入,借助生物酶法制备上述透明质酸基导电膜材料的研究受到重视。

透明质酸分子中含较多羧基,借助1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS),可通过羧基与氨基之间的反应,将含酚羟基的酪胺接枝到透明质酸分子上,提高透明质酸的反应性。在此基础上,结合漆酶处理,一方面可催化氧化透明质酸分子上引入的酚羟基生成醌类活性基,促进改性透明质酸分子之间交联,形成互穿网络的结合锚点,提高水凝胶材料的结构稳定性;另一方面,借助漆酶催化吡咯形成导电性聚吡咯大分子,同时催化吡咯与改性透明质酸上生成的醌类活性基发生接枝聚合,提高聚吡咯与透明质酸大分子的结合牢度和材料导电效果。这一思路为力学性能与导电性能优良的透明质酸基膜材料制备提供了新方法。

发明内容

发明目的:本发明的目的在于提供一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法,使用本发明可制备力学性能好、导电性能优良且持久的透明质酸基膜材料。

技术方案:为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法,先借助1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺,将含酚羟基的酪胺接枝到透明质酸分子上;再借助于漆酶,催化氧化改性后的透明质酸分子间交联和吡咯与透明质酸分子接枝聚合,制备透明质酸基导电膜材料。

一种酶法制备透明质酸基导电膜材料的方法,包括如下步骤:

(1)透明质酸分子表面接枝酪胺:将透明质酸、酪胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺同浴处理;反应后将上述混合溶液以去离子水透析24小时,去除1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和未反应的酪胺,然后在-50~-40℃冷冻干燥,得到改性后的透明质酸;

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