本发明专利技术公开了一种大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的制备，属于生物技术领域。本发明专利技术以具有生物相容性和生物可降解性的天然高分子大豆分离蛋白、功能性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸为原料，通过交联聚合，得到具有pH和温度双敏感性和良好溶胀和退溶胀性能的微孔凝胶。体外药物释放性能测试表明，该高分子微孔凝胶对模型药物尤其是小分子模型药物具有较好的缓释效果，因此可作为药物载体应用在药物控制释放中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物
，涉及一种双敏感性高分子微孔凝胶的制备，尤其涉及一种大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的制备；本专利技术同时还涉及该大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶作为药物载体的应用。
技术介绍
天然高分子资源丰富、可再生、无毒、生物相容性好且可降解等优点在各领域得到广泛的应用。作为典型天然高分子，大豆分离蛋白是一种多功能蛋白质，由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链，含有多种活性侧基如氨基、羧基、羟基和巯基，能和许多物质发生化学反应，它有许多重要的生理学和药理学功能。同时由于具有安全无毒、无免疫原性、可生物降解、生物相容性好等优点，在药物载体和组织工程中通常作为载体和原材料。聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的大分子链上同时具有亲水性的酰氨基和疏水性的异丙基，使得线型PNIPAM的水溶液以及交联后的PNIPAM水凝胶都呈现出温度敏感特性:当PNIPAM的水溶液升温至约33°C左右时发生相变，由均相体系转变成非均相体系，化学交联的PNIPAM水凝胶当升温至32°C时体积骤然收缩，体积变小。因此，聚N-异丙基丙烯酰胺在要求具有温度响应“开-关”效应的智能体系，如智能化学机械阀、智能药物释放载体等中的研究非常深入。另外聚丙烯酸类水凝胶中含有大量羧基亲水基，在不同PH值溶液中，呈现不同程度的收缩或溶胀状态，是典型的PH敏感型水凝胶。然而，作为药物载体使用时，其在生物相容性和生物可降解性上具有一定的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是将用N-异丙基丙烯酰胺和聚N-异丙基丙烯酰胺的特性，对大豆分离蛋白改性后通过N，N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联，制备大豆蛋白基pH和温度双敏感性高分子微孔凝胶的方法； 本专利技术的另一目的是通过研究上述大豆蛋白基高分子微孔水凝胶的药物释放性能，提供其作为药物载体在药物控制释放中的应用。—、双敏感性高分子微孔水凝胶的制备 本专利技术大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的制备，是以大豆分离蛋白、功能性单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸为原料，尿素为分散液，通过交联聚合而得。具体制备工艺如下:将0.1-2.0 g大豆分离蛋白分散于1~15 mL分散液中，在室温下搅拌3~24 h ;加入0.1-5.0 g N-异丙基丙烯酰胺搅拌均匀，再加入5~50 u L丙烯酸，0.05~5 g交联剂，搅拌反应5~40 min ;然后在惰性气体保护下升温至30~85°C，加入0.01-0.5g引发剂，搅拌均匀后静置3~12 h，得到水凝胶；水凝胶经乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到双敏感性高分子微孔凝胶。其中，大豆分离蛋白粉的粒度为50~200目；分散液为浓度0.8~10 mol/L的尿素溶液；交联剂采用N，N-亚甲基双丙烯酰胺；引发剂采用过硫酸铵或过硫酸铵钾；惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。二、大豆蛋白基双敏感性高分子凝胶结构表征 1、宏观形貌 图1为大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的宏观形貌，从图1可以看出，本专利技术制备的大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶为疏松多孔固体材料。2、红外图谱 图2为大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的红外图谱。图2中，在1718 cm1附近出现了 N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)中的C=O伸缩振动吸收峰，同时在1652 cm\l538 cm\l215 cm 1附近出现了大豆分离蛋白的酰胺1、I1、III带的特征吸收峰，说明大豆分离蛋白与共聚物有效复合。3、热重分析 图3为大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的热重曲线TG (测试条件=N2保护；升温范围:25~800°C;升温速度:10°C /min)ο结果表明，大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶主要的失重区间在200~450°C，与原料大豆分离蛋白相比，其热稳定性有了明显的提高。4、扫描电镜图 图4为大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的扫描电镜图。通过扫描电镜可以看出，大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的孔径为2~5 u m，孔径大小不一，可以很好的将不同分子量的药物负载于孔结构中。另外，大豆分离蛋白的加入，可以提高凝胶的溶胀度，有利于药物负载。三、大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的性能 1、溶胀行为 为了评价大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶作为生物材料的适合性，测试了微孔凝胶在不同的模拟生物溶液中的溶胀率(在下37°c)。结果表明:大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶在二水中的溶胀度大于N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸共聚物，说明大豆分离蛋白的加入可以提高凝胶的溶胀性能。另外，测试了体温下(37°C)大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶在水中的再次溶胀行为，结果如图5所示:第一次吸水并干燥后的凝胶吸收能力为初次在去二次水中平衡溶胀率的89.47%，表明大豆蛋白基双敏感性高分子微凝胶在二次水可以多次溶胀，进行重复利用。2、温度、pH敏感性 为了评价凝胶对温度的敏感性，测试凝胶在不同温度下的溶胀率(见图6)。发现在4~25°C，凝胶溶胀度逐渐增加，32°C左右后溶胀度开始下降。说明大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶具有温度敏感性。为了评价凝胶对pH值的敏感性，测试不同pH值溶液中的溶胀率变化(见图7)。结果表明:在酸性较强环境中凝胶溶胀性能较小，随着PH升高，其溶胀性能逐渐提高。3、体外药物释放性能 以双敏感性高分子微孔凝胶为药物载体，选用小分子抗癌药物(盐酸阿霉素)，考察了双敏感性微孔凝胶的体外药物释放性能。在人体温度(37°C)下，考察了不同pH值的环境(即胃液(pH=l.2)、血液(pH=7.4))下双敏感性微孔凝胶的释放性能，结果如图8所示。可见酸性条件下(pH=l.2)释放速度缓慢，12h时最大释放率为23.9%，大部分药物滞留于水凝胶中；中性条件下(PH=7.4)，药物释放速度最快，12 h后累积释放率可达51.77%，随着释放时间延长，累积释放率最高可达93.8%。说明在中性条件下(血液环境)释放速度快，而酸性环境中(胃液)释放速度最慢，说明凝胶具有酸敏感性。另外，实验中还考察了其它温度(25°C、37°C、42°C)下，环境pH值对凝胶的释放性能，结果见图9。发现40°C下，盐酸阿霉素的累计释放率较高，药物释放在36小时时达到平衡，最高可达98.5% ;而在25°C下，药物的释放较为平稳，最高累计释放为66.1%。这说明凝胶具有温度敏感性。综上所述，本专利技术以具有生物相容性和生物可降解性的天然高分子大豆分离蛋白、功能性单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸为原料，制备了一种具有pH和温度双敏感性和良好溶胀和退溶胀性能的微孔凝胶，对模型药物尤其是小分子模型药物具有较好的缓释效当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大豆蛋白基双敏感性高分子微孔凝胶的制备方法，是以大豆分离蛋白、功能性单体N‑异丙基丙烯酰胺、丙烯酸为原料，尿素为分散液，通过交联聚合而得。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣民，李涛，杨艳丽，吕思瑶，何玉凤，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。