辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系及制備水凝膠的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系及制備水凝膠的方法，引發(fā)體系由N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶和過氧化氫組成。采用N-羥基琥珀酰亞胺作為酶的底物，避免了使用生物毒性較大的乙酰丙酮。本發(fā)明制備方法通過調(diào)節(jié)三元引發(fā)體系的組分濃度比例，可以控制在室溫下50s～5min內(nèi)引發(fā)單體聚合制備水凝膠，并可用于制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合水凝膠，具有環(huán)境友好、成膠快速可控的優(yōu)勢(shì)，在藥物控制釋放、酶固定化、組織工程等領(lǐng)域具有明顯的應(yīng)用前景。
【專利說明】辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系及制備水凝膠的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系及利用該體系制備水凝膠的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自由基聚合反應(yīng)常用于高分子聚合物生產(chǎn)、精細(xì)化工品制造中，是工業(yè)生產(chǎn)高分子產(chǎn)品的重要技術(shù)。自由基反應(yīng)的第一步都是自由基引發(fā)。傳統(tǒng)的自由基引發(fā)方式主要有:熱引發(fā)；氧化還原引發(fā)；紫外光引發(fā)；高能輻射(如激光、α射線、β射線、Υ射線、X射線輻照等)引發(fā)等。這些聚合引發(fā)方式或需要使用特殊設(shè)備并消耗大量能量，或需要使用某些有毒的引發(fā)劑，對(duì)生物體有害，而且可能影響自然環(huán)境，反應(yīng)條件較為苛刻。
[0003]與傳統(tǒng)的自由基引發(fā)方式相比較，通過生物酶催化反應(yīng)產(chǎn)生自由基是一種環(huán)境友好、反應(yīng)條件溫和、高效、低能耗、操作簡(jiǎn)便的自由基引發(fā)方式，是用于自由基聚合反應(yīng)制備高分子材料的優(yōu)越方法。
[0004]氧化還原酶可以催化電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)產(chǎn)生自由基，在水溶液中引發(fā)烯類單體的聚合。文獻(xiàn)報(bào)道，辣根過氧化物酶(EC1.11.1.7) / β - 二酮/過氧化氫三元酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系能引發(fā)親水性乙烯基單體(如丙烯酰胺)進(jìn)行自由基聚合，或引發(fā)疏水性單體(如苯乙稀)進(jìn)行細(xì)乳液聚合(Polym.Chem.,2012, 3,900-906 ；B1macromolecules, 2006, 7,2927-2930 ；Chem.Rev.，2001，101，3793-3818)。然而，該反應(yīng)中會(huì)出現(xiàn)不可重現(xiàn)的、時(shí)間較長(zhǎng)(45?360min)的誘導(dǎo)期，不利于實(shí)際應(yīng)用。本課題組研究開發(fā)了一系列組分配比優(yōu)化的辣根過氧化物酶/乙酰丙酮/過氧化氫三元引發(fā)體系并申請(qǐng)了中國專利。這類引發(fā)體系可以在室溫下快速^min內(nèi))引發(fā)自由基聚合，制備得到具有高強(qiáng)度、高催化性能的納米復(fù)合水凝膠(Chem.Commun.,2013,101，3793-3818)。在該體系中，以乙酰丙酮作為辣根過氧化物酶的底物，產(chǎn)生自由基引發(fā)聚合。然而，乙酰丙酮生物毒性較大，不利于其在生物材料中的應(yīng)用。目前，不含乙酰丙酮的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基聚合引發(fā)體系尚未見報(bào)道。
[0005]N-羥基琥珀酰亞胺是一種在生物學(xué)、合成化學(xué)中有廣泛應(yīng)用的酰胺類化合物，其結(jié)構(gòu)中含有活潑的氮羥基，可與抗原、抗體、核酸等共價(jià)結(jié)合，常用于醫(yī)藥中間體，合成多肽、抗生素等的前體以及腫瘤的診斷顯像和治療，生物相容性好。本課題組最近研究發(fā)現(xiàn)，N-羥基琥珀酰亞胺與辣根過氧化物酶、過氧化氫按一定濃度比例配制，可產(chǎn)生自由基引發(fā)單體進(jìn)行聚合反應(yīng)。該自由基引發(fā)體系能用于快速可控地制備水凝膠，有利于所制備的水凝膠在生物體內(nèi)的應(yīng)用，如在動(dòng)脈栓塞中作為栓塞劑，或作為可注射的組織工程支架材料坐寸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于N-羥基琥珀酰亞胺的辣根過氧化物酶介導(dǎo)的自由基聚合引發(fā)體系。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是采用上述引發(fā)體系在水溶液中引發(fā)烯類單體進(jìn)行聚合制備水凝膠的方法，該方法反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，成膠快速且時(shí)間可控，并可用于制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合水凝膠。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系，該體系為在室溫下以水為反應(yīng)介質(zhì)引發(fā)烯類單體進(jìn)行自由基聚合的引發(fā)體系，包含N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶和過氧化氫。
[0010]過氧化氫和辣根過氧化物酶(300units/mg)的摩爾濃度比為25?960，同時(shí)滿足N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為2?29，引發(fā)體系中采用的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度不低于2.65mM，過氧化氫的摩爾濃度不低于0.66mM。
[0011]本發(fā)明的引發(fā)體系制備工藝簡(jiǎn)單，可采用多種方式進(jìn)行配制，可以將N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶、過氧化氫三者混合后直接使用；或者先將N-羥基琥珀酰亞胺和辣根過氧化物酶混合反應(yīng)一段時(shí)間后，再與過氧化氫配合使用；或者先將N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫混合反應(yīng)一段時(shí)間后，再與辣根過氧化物酶配合使用。
[0012]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)所述的引發(fā)體系產(chǎn)生由乙酰丙酮衍生的碳中心自由基引發(fā)聚合的機(jī)理，本發(fā)明的引發(fā)體系具有新型的自由基引發(fā)機(jī)理。通過電子自旋共振(ESR)證明了本發(fā)明的引發(fā)體系中產(chǎn)生了由N-羥基琥珀酰亞胺衍生的氮氧自由基。在無自旋捕捉劑的情況下，本發(fā)明的三元引發(fā)體系(其中N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為29，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為278)產(chǎn)生的ESR掃描信號(hào)為氮氧自由基的9重峰，說明體系中產(chǎn)生了由N-羥基琥珀酰亞胺衍生的氮氧自由基從而引發(fā)聚合反應(yīng)進(jìn)行。
[0013]利用辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，將N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶與烯類單體的水溶液混合均勻，然后向其中加入過氧化氫，調(diào)節(jié)辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元引發(fā)體系的組分濃度比例，在室溫下控制在50s?5min內(nèi)產(chǎn)生自由基引發(fā)單體聚合形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到水凝膠。
[0014]辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元引發(fā)體系的組分濃度調(diào)整為:過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25?960，并同時(shí)滿足N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為2?29，引發(fā)體系中采用的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度不低于2.65mM,過氧化氫的摩爾濃度不低于0.66mM。
[0015]所述的烯類單體選自水溶性的丙烯酸酯衍生物、丙烯酰胺衍生物或N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一種；烯類單體的加入量占反應(yīng)原料總重量的5?15%，優(yōu)選8?10%。
[0016]所述的水溶性的丙烯酸酯衍生物為甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)或聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)，所述的丙烯酰胺衍生物為丙烯酰胺(AM)、N, N- 二甲基丙烯酰胺(DMAA)或N-異丙基丙烯酰胺(NIPA)。
[0017]反應(yīng)物中還可以添加帶有兩個(gè)或者多個(gè)雙鍵的水溶性化合物作為交聯(lián)劑，包括N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)或乙烯基修飾的蛋白質(zhì)，所述的交聯(lián)劑用量占反應(yīng)原料總重量的0.3?5%。
[0018]反應(yīng)物中還可以添加可水分散的無機(jī)納米材料制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合水凝膠，所述的無機(jī)納米材料為納米二氧化娃或納米輕基磷灰石，優(yōu)選平均粒徑10?40nm的納米二氧化硅。所述的無機(jī)納米材料的用量占反應(yīng)原料總重量的5?16%。
[0019]普通高分子水凝膠一般只能抵抗大約20?10kPa的壓縮強(qiáng)度而且易被壓碎。本發(fā)明制備的納米復(fù)合水凝膠能抵抗1300kPa左右的壓縮強(qiáng)度而且能恢復(fù)到原狀，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性，可以應(yīng)用于藥物控制釋放、酶固定化、組織工程等領(lǐng)域。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:采用生物相容性好的N-羥基琥珀酰亞胺作為酶的底物，提供了一種新型的辣根過氧化物酶介導(dǎo)的自由基引發(fā)機(jī)理，避免了使用生物毒性較大的乙酰丙酮，有利于其在生物材料中的應(yīng)用。本發(fā)明的另一突出優(yōu)點(diǎn)是:通過調(diào)節(jié)辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元引發(fā)體系的組分濃度比例，能在室溫下使用較低的引發(fā)劑濃度(例如，N-羥基琥珀酰亞胺摩爾濃度為2.65mM,同時(shí)過氧化氫的摩爾濃度為0.66mM)快速可控地制備水凝膠。因而該方法在制備可注射水凝膠應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域具有明顯的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為電子自旋共振檢測(cè)到的本發(fā)明自由基引發(fā)體系產(chǎn)生的自由基信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但這些實(shí)例并不用來限制本發(fā)明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]1)配制前驅(qū)液:取N，N_ 二甲基丙烯酰胺0.11?0.13g，交聯(lián)劑聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量250)0.07?0.09g，去離子水1.6?1.7g加入樣品瓶中，用旋渦混合器混合均勻。
[0025]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺(λ 66mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中Ν-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為4.35，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25，過氧化氫最終摩爾濃度為0.66mM)，快速混勻同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，密閉靜置得到淺棕紅色透明水凝膠，成膠時(shí)間3minl0so
[0026]實(shí)施例2
[0027]1)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例1。
[0028]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺0.61mg，辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中Ν-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為2，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25，過氧化氫最終摩爾濃度為1.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺棕紅色透明水凝膠，成膠時(shí)間2min20s。
[0029]實(shí)施例3
[0030]1)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例1。
[0031]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺1.77mg，辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中Ν-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為5.84，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25，過氧化氫最終摩爾濃度為1.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺棕紅色透明水凝膠，成膠時(shí)間lmin40s。
[0032]實(shí)施例4
[0033]1)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例1。
[0034]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺8.02mg，辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為13.23，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為50，過氧化氫最終摩爾濃度為2.63mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺棕紅色透明水凝膠，成膠時(shí)間50s。
[0035]實(shí)施例5
[0036]I)配制前驅(qū)液:取N，N-二甲基丙烯酰胺0.09?0.llg，交聯(lián)劑聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量250)0.05?0.07g，去離子水1.62?1.72g加入樣品瓶中，用旋渦混合器混合均勻。
[0037]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺8.5mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L(反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為5.84，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為480，過氧化氫最終摩爾濃度為6.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠，成膠時(shí)間2min30s。
[0038]實(shí)施例6
[0039]I)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例5。
[0040]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺8.5mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L(反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為5.84，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為960，過氧化氫最終摩爾濃度為6.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠，成膠時(shí)間3min40s。
[0041]實(shí)施例7
[0042]I)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例5。
[0043]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺5.34mg，辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為3.67，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為480，過氧化氫最終摩爾濃度為6.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠，成膠時(shí)間5min。
[0044]實(shí)施例8
[0045]I)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例5。
[0046]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺7.04mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L (反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為4.84，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為480，過氧化氫最終摩爾濃度為6.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠，成膠時(shí)間3min。
[0047]實(shí)施例9
[0048]I)配制前驅(qū)液:步驟同實(shí)施例5。
[0049]2)水凝膠的制備:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺42.17mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L,過氧化氫水溶液50 μ L(反應(yīng)體系中N-輕基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為29，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為480，過氧化氫最終摩爾濃度為6.32mM)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠，成膠時(shí)間2min25s。
[0050]實(shí)施例10
[0051]I)配制前驅(qū)液:取N，N- 二甲基丙烯酰胺0.30g,納米二氧化硅水分散液(21wt% ) 1.533g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量250)6.77mg加入樣品瓶中，用旋渦混合器混合均勻。
[0052]2)水凝膠的制備及性能測(cè)試:在上述前驅(qū)液中依次加入N-羥基琥珀酰亞胺10.33mg,辣根過氧化物酶濃縮液100 μ L，過氧化氫水溶液50 μ L(反應(yīng)體系中N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為7.1，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為480)，快速混勻，密閉靜置得到淺黃色透明水凝膠(含16wt%納米二氧化硅)。上述水凝膠制成圓柱狀樣品(直徑15.7mm，高9.0mm)后，使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)得壓縮強(qiáng)度為1350kPa (壓縮應(yīng)變99% )，測(cè)試后可恢復(fù)原狀。
[0053]如圖1所示，在無自旋捕捉劑的情況下，本發(fā)明的三元引發(fā)體系(其中N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為29，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為278)產(chǎn)生的ESR掃描信號(hào)為氮氧自由基的9重峰，說明體系中產(chǎn)生了由N-羥基琥珀酰亞胺衍生的氮氧自由基從而引發(fā)聚合反應(yīng)進(jìn)行。
[0054]實(shí)施例11
[0055]利用辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，該方法將N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶與烯類單體的水溶液混合均勻，然后向其中加入過氧化氫，調(diào)節(jié)辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元弓I發(fā)體系的組分濃度比例，其中，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25，N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為4，引發(fā)體系中采用的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度為2.65mM，過氧化氫的摩爾濃度為0.66禮，采用的烯類單體為聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯，加入量占反應(yīng)原料總重量的5%，另外，在水凝膠的制備過程中還可以加入N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑用量占反應(yīng)原料總重量的0.3%。
[0056]在室溫下控制在4minl0s內(nèi)產(chǎn)生自由基引發(fā)單體聚合形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到水凝膠。
[0057]實(shí)施例12
[0058]利用辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，該方法將N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶與烯類單體的水溶液混合均勻，然后向其中加入過氧化氫，調(diào)節(jié)辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元引發(fā)體系的組分濃度比例，過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為960，并且N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為29，引發(fā)體系中采用的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度不低于19.1mM,過氧化氫的摩爾濃度不低于0.66mM。選用的烯類單體為N，N-二甲基丙烯酰胺，加入量占反應(yīng)原料總重量的15%，另外，在水凝膠的制備過程中還可以加入平均粒徑為10?40nm納米二氧化硅制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合水凝膠，用量占反應(yīng)原料總重量的16%。在室溫下控制在5min內(nèi)產(chǎn)生自由基引發(fā)單體聚合形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到水凝膠。
[0059]以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制。其他的任何未背離本發(fā)明的原理實(shí)質(zhì)下所作的修改、替換、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系，其特征在于，該自由基引發(fā)體系為在室溫下以水為反應(yīng)介質(zhì)引發(fā)烯類單體進(jìn)行自由基聚合的引發(fā)體系，包含N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶和過氧化氫，所述的過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25?960，所述的N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為2?29。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系，其特征在于，所述的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度不低于2.65mM,過氧化氫的摩爾濃度不低于0.66mM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系，其特征在于，所述的自由基引發(fā)體系為N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶、過氧化氫直接混合得到自由基聚合的引發(fā)體系； 或是將N-羥基琥珀酰亞胺和辣根過氧化物酶混合后，再加入過氧化氫配合使用得到自由基聚合的引發(fā)體系； 或是將N-羥基琥珀酰亞胺和或過氧化氫混合后，再加入辣根過氧化物酶配合使用得到自由基聚合的引發(fā)體系。
4.利用權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，該方法將N-羥基琥珀酰亞胺、辣根過氧化物酶與烯類單體的水溶液混合均勻，然后向其中加入過氧化氫，調(diào)節(jié)辣根過氧化物酶/N-羥基琥珀酰亞胺/過氧化氫三元弓I發(fā)體系的組分濃度比例，在室溫下控制在50s?5min內(nèi)產(chǎn)生自由基引發(fā)單體聚合形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到水凝膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，所述的過氧化氫和辣根過氧化物酶的摩爾濃度比為25?960，并且N-羥基琥珀酰亞胺和過氧化氫的摩爾濃度比為2?29，引發(fā)體系中采用的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾濃度不低于2.65mM,過氧化氫的摩爾濃度不低于0.66mM。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，所述的烯類單體選自水溶性的丙烯酸酯衍生物、丙烯酰胺衍生物或N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一種:烯類單體的加入量占反應(yīng)原料總重量的5?15%，優(yōu)選8?10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，所述的水溶性的丙烯酸酯衍生物為甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯；所述的丙烯酰胺衍生物為丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺或N-異丙基丙烯酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，在水凝膠的制備過程中還可以加入帶有兩個(gè)或者多個(gè)雙鍵的水溶性化合物作為交聯(lián)劑，包括N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯或乙烯基修飾的蛋白質(zhì)；所述的交聯(lián)劑用量占反應(yīng)原料總重量的0.3?5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的辣根過氧化物酶介導(dǎo)自由基引發(fā)體系制備水凝膠的方法，其特征在于，在水凝膠的制備過程中還可以加入可水分散的無機(jī)納米材料制備高強(qiáng)度的納米復(fù)合水凝膠，所述的無機(jī)納米材料為納米二氧化硅或納米羥基磷灰石，優(yōu)選平均粒徑為10?40nm的納米二氧化硅；所述的無機(jī)納米材料的用量占反應(yīng)原料總重量的5?16%。
【文檔編號(hào)】C12P13/02GK104450814SQ201310425096
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】蘇騰, 王啟剛 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)