一种生物凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物凝胶技术领域，特别是一种生物凝胶及其制备方法。

背景技术

凝胶是一种固体的、类似果冻的材料，是一种特殊的分散体系，它没有流动性，内部常含有大量液体。

凝胶可分为弹性凝胶和脆性凝胶，弹性凝胶失去分散介质后，体积显著缩小，而当重新吸收分散介质时，体积又重新膨胀，例如明胶等；脆性凝胶失去或重新吸收分散介质时，形状和体积都不改变，例如硅胶等。

凝胶在化妆品面膜、农用薄膜、矿业抑尘剂和医疗药物载体等方面具有广泛的应用，但是合成高分子凝胶材料的降解性很差，在自然环境中很难被生物降解，在浪费了材料以及能源的同时，对环境也造成了不可逆的污染，并且传统的凝胶材料不具有抗菌性能，限制了凝胶材料的应用范围，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种生物凝胶及其制备方法，解决了现有的凝胶材料的降解性很差，在自然环境中很难被生物降解，在浪费了材料以及能源的同时，对环境也造成了不可逆的污染，并且传统的凝胶材料不具有抗菌性能，限制了凝胶材料的应用范围。

实现上述目的本发明的技术方案为：一种生物凝胶，包括：A组原料组分、B组原料组分以及C组原料组分。

优选的，所述A组原料组分包括：0.030g干燥的微凝胶、60ml的无水乙醇、银氨溶液、3ml的NaOH溶液（

优选的，所述B组原料组分包括：聚乙二醇1000、D,L-丙交酯、乙交酯以及聚合催化剂辛酸亚锡。

优选的，所述C组原料组分包括：活化剂以及催化剂。

优选的，所述活化剂由90g (1.2mo1)含量95%的二乙胺、200ml的四氯化碳、900g含量12%的次氯酸钠、无水硫酸镁、400ml的二甲苯、186g (2.0mol )含量98%的环己胺、Bog(1.0mol )含量95%的二硫化碳以及100n二甲苯制成。

优选的，所述催化剂由吡啶、氯化亚砜以及二甲基甲酰胺或者二甲胺组成。

一种生物凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一，超声分散、步骤二，电动搅拌、步骤三，避光反应以及还原反应、步骤四，添加B组原料组分、步骤五，分出水层、步骤六，合成，步骤七，制得催化剂以及步骤八，制备完成；

步骤一、将0.030g干燥的微凝胶将其分散到60ml的无水乙醇中，进行超声分散（30分钟）；

步骤二、室温下溶胀3h，移入到三口反应瓶中，电动搅拌分散，控制转速为

步骤三、将所述步骤二制备的溶液，避光反应30min后，缓慢加入1ml的NaOH溶液（

步骤四，向反应瓶中通入氮气，加入聚乙二醇1000，进行加热，再加入D,L-丙交酯、乙交酯和聚合催化剂辛酸亚锡，搅拌反应20-30h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇嵌段共聚物；

步骤五，在2000mL的四口反应瓶中加入90g (1. 2mol)含量95%的二乙胺和200mL四氯化碳,搅拌降温到15°C以下，滴加900g含量12%的次氯酸钠，反应30分钟后，分出水层，水层使用2×100mL四氯化碳提取，合并有机层，无水硫酸镁干燥，备用；

步骤六，含量98%的环己胺，降温到5 °C以下，开始滴加Bog (1. 0mol)含量95%的二硫化碳，控制温度在5~15°C，加完后于10°C保温1小时，慢慢升温到I15~120°C回流脱出硫化氢2小时，降温到10°C以下，过滤，用100n二甲苯洗涤2次，干燥得到N, N’-二环己基硫脲234.88，对234.88 (0. 948mol) N，N’-二环己基硫脲加入400n四氯化碳中，于35~36 C下，在0.5h内，慢慢滴加第一步制备的氯代二乙胺的四氯化碳溶液，加完后反应1小时，过滤，浓缩回收溶剂，减压蒸馏得到活化剂N，N’-二环己基碳二亚胺；

步骤七，吡啶以及氯化亚砜为原料，制得中间体4-氯化吡啶盐酸盐再与二甲胺或二甲基甲酰胺制得催化剂为4-二甲氨基吡啶；

步骤八，向反应瓶中通入氮气，加入所述步骤四制得的乙二醇溶剂和聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇嵌段共聚物，置于恒温油浴锅中加热至80-120℃，搅拌溶解后加入所述步骤六制得的活化剂N,N-二环己基碳二亚胺，匀速搅拌2-4h，再加入步骤三制得的纳米银负载壳聚糖微球和所述步骤七制得的催化剂4-二甲氨基吡啶，匀速搅拌反应72-96h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，制备得到可生物降解的温敏性抗菌水凝胶材料。

优选的，所述D,L-丙交酯、乙交酯和辛酸亚锡的质量比为1:2.2-3:0.005-0.01。

优选的，所述步骤四，加入聚乙二醇1000，加热至120-140℃。

优选的，所述步骤四，搅拌时需匀速搅拌。

利用本发明的技术方案制作的一种生物凝胶及其制备方法，赋予了凝胶材料良好的生物降解性能，有效的避免了凝胶不可降解对环境造成的巨大污染，保护了环境的同时大大节约了能源，绿色环保，提高了生物凝胶应用范围有效的解决了背景技术中所提及的现有的生物凝胶在自然环境中很难被生物降解，在浪费了材料以及能源的同时，对环境也造成了不可逆的污染，并且传统的凝胶材料不具有抗菌性能，限制了凝胶材料的应用范围。

附图说明

图1为本发明所述一种生物凝胶及其制备方法的主视结构示意图。

具体实施方式

实施例：一种生物凝胶，其特征在于，包括：A组原料组分、B组原料组分以及C组原料组分，所述A组原料组分包括：0.030g干燥的微凝胶、60ml的无水乙醇、银氨溶液、3ml的NaOH溶液（

一种生物凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一，超声分散、步骤二，电动搅拌、步骤三，避光反应以及还原反应、步骤四，添加B组原料组分、步骤五，分出水层、步骤六，合成，步骤七，制得催化剂以及步骤八，制备完成；

步骤一、将0.030g干燥的微凝胶将其分散到60ml的无水乙醇中，进行超声分散（30分钟）；

步骤二、室温下溶胀3h，移入到三口反应瓶中，电动搅拌分散，控制转速为

步骤三、将所述步骤二制备的溶液，避光反应30min后，缓慢加入1ml的NaOH溶液（

步骤四，向反应瓶中通入氮气，加入聚乙二醇1000，进行加热，加热至120-140℃，再加入D,L-丙交酯、乙交酯和聚合催化剂辛酸亚锡，D,L-丙交酯、乙交酯和辛酸亚锡的质量比为1:2.2-3:0.005-0.01，搅拌反应20-30h，搅拌时需匀速搅拌，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇嵌段共聚物；

步骤五，在2000mL的四口反应瓶中加入90g (1. 2mo1)含量95%的二乙胺和200mL四氯化碳,搅拌降温到15°C以下，滴加900g含量12%的次氯酸钠，反应30分钟后，分出水层，水层使用2X 100mL四氯化碳提取，合并有机层，无水硫酸镁干燥，备用；

步骤六，含量98%的环己胺，降温到5 C以下，开始滴加Bog (1. 0mol)含量95%的二硫化碳，控制温度在5~15°C，加完后于10°C保温1小时，慢慢升温到I15~120°C回流脱出硫化氢2小时，降温到10°C以下，过滤，用100n二甲苯洗涤2次，干燥得到N, N’-二环己基硫脲234.88，对234.88 (0. 948mol) N N’-二环己基硫脲加入400n四氯化碳中，于35~36 C下，在0.5h内，慢慢滴加第一步制备的氯代二乙胺的四氯化碳溶液，加完后反应1小时，过滤，浓缩回收溶剂，减压蒸馏得到活化剂N，N’-二环己基碳二亚胺；

步骤七，吡啶以及氯化亚砜为原料，制得中间体4-氯化吡啶盐酸盐再与二甲胺或二甲基甲酰胺制得催化剂为4-二甲氨基吡啶；

步骤八，向反应瓶中通入氮气，加入所述步骤四制得的乙二醇溶剂和聚乳酸-羟基乙酸-聚乙二醇嵌段共聚物，置于恒温油浴锅中加热至80-120℃，搅拌溶解后加入所述步骤六制得的活化剂N,N-二环己基碳二亚胺，匀速搅拌2-4h，再加入步骤三制得的纳米银负载壳聚糖微球和所述步骤七制得的催化剂4-二甲氨基吡啶，匀速搅拌反应72-96h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，制备得到可生物降解的温敏性抗菌水凝胶材料。

无水乙醇，是指纯度较高的乙醇水溶液。浓度为99.5%的乙醇溶液为无水乙醇，乙醇和水的混合物。

银氨溶液，硝酸银的氨水溶液，又称之为吐伦试剂，化学式是Ag(NH3)2OH，性质：可将醛氧化为羧酸，并产生金属银沉积于玻璃反应器皿壁上（银镜），常用于制作瓶胆和鉴别还原糖，用于鉴别醛基，而羰基则不反应。

NaOH溶液，是一种常见的重要强碱，其固体又被称为烧碱、火碱、片碱、苛性钠等，是一种白色固体，有吸水性，可用作干燥剂，且在空气中易潮解（因吸水而溶解的现象，属于物理变化）；溶于水，同时放出大量热。

聚乙二醇1000，分子式HO(CH2CH2O)nH，是一种医用原料。

辛酸亚锡是一种用于生产聚氨酯泡沫的基本催化剂、室温固化硅橡胶、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料的催化剂。化学性质极不稳定，极易被氧化。

二乙胺，为无色液体，有毒，具有强碱性、腐蚀性、易挥发、易燃。其蒸气或液体均对眼睛、皮肤和呼吸道黏膜有刺激和腐蚀作用，引起搔痒、红肿，严重时，会造成损伤。操作时应穿防护衣，戴防护手套，必要时应戴防毒面具。

四氯化碳，四氯化碳化学式为CCl4。它是一种无色液体，在低浓度下有些微“甜味”。尽管是有机物，但事实上四氯化碳在低温下没有可燃性。四氯化碳曾被广泛用于灭火器中，也有用作制冷剂的前体和清洁剂。

次氯酸钠，化学式NaClO，是钠的次氯酸盐，是84消毒剂的主要成分。

无水硫酸镁，无水硫酸镁，化学式为MgSO4，无色斜方晶系结晶。溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮。用于制药以及印染工业，也可做干燥剂、饲料、肥料或复合肥料，也是生产氧化镁的原料。

二甲苯，为无色透明液体；是苯环上两个氢被甲基取代的产物，存在邻、间、对三种异构体，在工业上，二甲苯即指上述异构体的混合物。

二硫化碳，无色液体。实验室用的纯的二硫化碳有类似三氯甲烷的芳香甜味，但是通常不纯的工业品因为混有其他硫化物（如羰基硫等）而变为微黄色，并且有令人不愉快的烂萝卜味。它可溶解硫单质。二硫化碳用于制造人造丝、杀虫剂、促进剂等，也用作溶剂。

二甲苯，为无色透明液体；是苯环上两个氢被甲基取代的产物，存在邻、间、对三种异构体，在工业上，二甲苯即指上述异构体的混合物。

吡啶，是一种有机化合物，是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。其可以看做苯分子中的一个被N取代的化合物，故又称氮苯，无色或微黄色液体，有恶臭。吡啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤气、页岩油、石油中。吡啶在工业上可用作变性剂、助染剂，以及合成一系列产品的原料。

氯化亚砜，别名：亚硫酰氯，分子式：SOCl

二甲基甲酰胺，是一种透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶。它是化学反应的常用溶剂。纯二甲基甲酰胺是有特殊臭味，工业级或变质的二甲基甲酰胺则有鱼腥味，因其含有二甲基胺的不纯物。一种生物凝胶及其制备方法来源是由于它是甲酰胺（甲酸的酰胺）的二甲基取代物，而两个甲基都位于N（氮）原子上。二甲基甲酰胺是高沸点的极性（亲水性）非质子性溶剂，能促进SN2反应机理的进行。 二甲基甲酰胺是利用甲酸甲酯和二甲基胺制造的。二甲基甲酰胺在强碱如氢氧化钠或强酸如盐酸或硫酸的存在下是不稳定的（尤其在高温下），并水解为甲酸与二甲基胺。

二甲胺，又称二甲胺，是一种有机化合物，分子式C2H7N，为无色易燃气体或液体，高浓度或压缩液化时具氨臭味，低浓度时有鱼油的恶臭，易溶于水，溶于乙醇和乙醚，有毒；由氨与甲醇在高温高压和催化剂存在下反应制得，主要用作药物、染料、除草剂和橡胶硫化促进剂等有机中间体的原料。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。