【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水凝胶，具体地说是多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法及应用。
技术介绍
1、水凝胶作为一类独特的“软”材料，具有高度的溶胀性、力学性能、光学透明性、生物降解性、生物相容性等优点，在工业、农业、生物医疗和生理卫生等领域广泛的应用。锅炉中除了钙镁离子结垢，还有硫酸盐的腐蚀，以及附着层中碱性硫酸盐参与作用下的气体腐蚀，即受热面上熔融的硫酸盐吸收烟气中的 so3，并在烟气中的 fe2o3 与 al2o3 的作用下，生成复合硫酸盐 (na,k)(fe,al)(so4)3，锅炉腐蚀还受碱金属的焦硫酸盐腐蚀2k3fe(so4)3的影响。专利201610303155.1涉及一种可用于3d打印和伤口修复的纳米二氧化硅复合水凝胶具有一定的防腐蚀性能。公开号：cn202211151972.1采用苯乙酮在醛酮还原酶的作用下还原为苯乙醇,通过一锅法完成。申请(专利)号：202210109988公开了一种基于微流型控制酶化学的级联生物合成系统制备聚酯多元醇的方法,其将内酯作为开环聚合单体,降冰片烯基引发剂作为开环聚合引发剂和开环易位聚体,在生物催化聚合与金属催化聚合耦合应用于微流控制反应平台,通过调控两步反应条件,有效简化合成步骤,有工业应用价值（类似参考有： 许建和、郁惠蕾.多酶级联反应的构建及其在双官能团功能化学品合成中的应用。2023.39（6）：2158-2189 ）。
2、水凝胶的种类有多种，可注射性水凝胶其在原位形成“溶胶-凝胶”转变成型的方式，有温敏交联、化学加成交联、自由基交联、离子交联、光交联以及酶交联等。酶交联
3、自组装（self-assembly）是指基本结构单元（分子、纳米材料、微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。自组装的过程并不是大量原子、离子、分子之间弱作用力的简单叠加，而是若干个体之间同时自发地发生关联并集合在一起形成一个紧密、稳定而有序的整体，这一整体的复杂的协同作用于自组装法时，简便易行，无需特殊装置，通常以水为溶剂，可实现光、电、磁等功能，甚至模拟生物合成而备受重视。水凝胶在碱性下可以利用溶解纤维素、硅元素，可以采用液体核磁共振、红外光谱（ft-ir）、扫描电镜（sem）、荧光光伏仪（fl）和力学性能试验等分别表征水凝胶的结构和性能。虽然水凝胶拥有诸多优越性能，但因其力学性能的不足而限制了在诸多领域的发展。在不损害水凝胶性能的前提下，与生物膜（生物被膜）的自组装，可以提高水凝胶的力学性能，用于锅炉等设备可以自动除垢，并循环利用，是水凝胶的重要研究方向，尚未见有具体报道。
技术实现思路
1、本专利技术为克服现有技术的不足，提供多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法及应用。
2、为实现上述目的，设计多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，包括如下步骤：
3、s1，以木薯制燃料乙醇的沼液为原料，将沼液与阿氏芽孢杆菌混合，
4、s2，阿氏芽孢杆菌代谢产生酰胺酶、不饱和脂肪酶，对沼液进行净化；
5、s3，阿氏芽孢杆菌代谢产生不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶，在多酶种级联作用下进行平行、串联反应，将沼液中的无机硅转化为有机硅；
6、s4，阿氏芽孢杆菌代谢产生的酰胺酶、不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶，在多酶种级联作用下进行平行、串联反应，将直链有机硅环状化；
7、s5，冷冻干燥，得到有机硅水凝胶。
8、所述的步骤s1中，阿氏芽孢杆菌的分类名为阿氏芽孢杆菌（bacillusaryabhattai），保藏地址为中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctcc no：m20232038，保藏时间为2023年10月25日。
9、所述的步骤s1中，木薯制燃料乙醇的沼液中含有氨基多酚、木薯肽，氨基酸、黄腐酸、营养元素，营养元素包括氮、磷、钾、硅、钙、铁；将阿氏芽孢杆菌接种在bl培养基中，再与沼液混合。
10、所述的步骤s2中，沼液在酰胺酶、不饱和脂肪酶作用下，于35-50℃，30-60min、ph为6.8-7.5下条件下，选择性络合p、ga、fe沉淀除盐，净化沼液。
11、所述的步骤s3中，加入甲硫合酶进行反应，其中不饱和脂肪酶、氧合酶、甲硫合酶、碳酸酐酶的比例分别为：2-5%，6-12%，3-9%，10-20%；不饱和脂肪酶、氧合酶、甲硫合酶、碳酸酐酶的混合物与沼液的比例为1：2000-10000。
12、所述的步骤s4中，酰胺酶、不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶的混合物与沼液的比例为1：1000-5000，其中步骤s3得到的产物、酰胺酶、不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶的加入比例分别为：7-15%，5-10% ，3-9%， 15-30%。
13、所述的步骤s5中，冷冻干燥后得到的水凝胶，孔隙率/%-85，比表面积为302-320mg/cm2，密度为0.125-0.26g/cm3，孔径为15nm-10um。
14、所述的水凝胶可通过ph响应、控制模块的操作，应用于锅炉、汽轮机、离心机等接触水的设备，与生物膜自组装应用。
15、所述的水凝胶可通过ph响应、温度响应，与生物膜自组装，应用于化妆品防腐抑菌。
16、所述的水凝胶用于农林的固沙保水、促植物生长。
17、本专利技术同现有技术相比，有抗菌抗静电防腐蚀生物相容性好的水凝胶，采用芽孢杆菌代谢酶使得原本在高温下将硅酸盐转化为有机硅的过程在常温下生物转化了。形成的水凝胶可以用于锅炉等设备的防腐蚀、防静电，具有可逆性，也可以用于化妆品防腐抑菌，用于农林的固沙保水、促植物生长，并可回收循环利用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S1中，阿氏芽孢杆菌的分类名为阿氏芽孢杆菌（Bacillus aryabhattai），保藏地址为中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M20232038，保藏时间为2023年10月25日。
3.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S1中，木薯制燃料乙醇的沼液中含有氨基多酚、木薯肽，氨基酸、黄腐酸、营养元素，营养元素包括氮、磷、钾、硅、钙、铁；将阿氏芽孢杆菌接种在BL培养基中，再与沼液混合。
4.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S2中，沼液在酰胺酶、不饱和脂肪酶作用下，于35-50℃，30-60min、pH为6.8-7.5下条件下，选择性络合P、Ga、Fe沉淀除盐，净化沼液。
5.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S3中，加入甲硫合酶进行反
6.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S4中，酰胺酶、不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶的混合物与沼液的比例为1：1000-5000，其中步骤S3得到的产物、酰胺酶、不饱和脂肪酶、氧合酶、碳酸酐酶的加入比例分别为：7-15%，5-10% ，3-9%， 15-30%。
7.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤S5中，冷冻干燥后得到的水凝胶，孔隙率/%-85，比表面积为302-320mg/cm2，密度为0.125-0.26g/cm3，孔径为15nm-10um。
8.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的应用，其特征在于：所述的水凝胶可通过pH响应、控制模块的操作，应用于锅炉、汽轮机、离心机等接触水的设备，与生物膜自组装应用。
9.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的应用，其特征在于：所述的水凝胶可通过pH响应、温度响应，与生物膜自组装，应用于化妆品防腐抑菌。
10.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的应用，其特征在于：所述的水凝胶用于农林的固沙保水、促植物生长。
...【技术特征摘要】
1.多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤s1中，阿氏芽孢杆菌的分类名为阿氏芽孢杆菌（bacillus aryabhattai），保藏地址为中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctcc no：m20232038，保藏时间为2023年10月25日。
3.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤s1中，木薯制燃料乙醇的沼液中含有氨基多酚、木薯肽，氨基酸、黄腐酸、营养元素，营养元素包括氮、磷、钾、硅、钙、铁；将阿氏芽孢杆菌接种在bl培养基中，再与沼液混合。
4.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤s2中，沼液在酰胺酶、不饱和脂肪酶作用下，于35-50℃，30-60min、ph为6.8-7.5下条件下，选择性络合p、ga、fe沉淀除盐，净化沼液。
5.根据权利要求1所述的多酶级联生物制造有机硅水凝胶的方法，其特征在于：所述的步骤s3中，加入甲硫合酶进行反应，其中不饱和脂肪酶、氧合酶、甲硫合酶、碳酸酐酶的比例分别为：2-5%，6-12%，3-9%，10-20%；不饱和脂肪酶、氧合酶...
【专利技术属性】
技术研发人员：周霞萍，王贵友，陈乾，宋国众，程增光，沈天瑞，胡凤仙，
申请(专利权)人：江苏罗迈特生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。