本发明涉及胶原蛋白多肽,尤其涉及一种具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法。
背景技术:
1、纤维素具有储量丰富、廉价易得、生物相容性好等优点,同时具有强度高,可降解等优点,在包装材料、医疗用品等方面有广阔的应用前景。胶原蛋白多肽具有优良的生物抗菌活性和生物相容性,广泛应用在生物医药、医疗用品等方面。
2、将胶原蛋白多肽和纤维素结合,可以得到性能优良的膜材料、水凝胶等复合材料。中国专利cn110760103b公开了一种黏弹性水凝胶及其制备方法和用途,利用醛基改性的纤维素纳米晶和胶原蛋白进行反应,得到的水凝胶具有良好的黏弹性和高的机械强度。但是该水凝胶不具有很好的抗菌性能,并且没有表现出很好的吸水率,不利于水凝胶在生物医药、抗菌医疗用品等领域中的实际应用。
技术实现思路
1、本发明解决了纤维素和胶原蛋白多肽的水凝胶材料抗菌性能不佳的问题,同时提高了水凝胶材料的亲水性和吸水率。
2、本发明的技术方案是:一种具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法:
3、(1)向n,n-二甲基甲酰胺中加入纳米晶纤维素,搅拌分散后加入n-丙烯酰基-l-组氨酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶,在20-35℃中反应18-36h,抽滤后乙醇洗涤滤饼,得到n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素。制备反应机理如下:
4、。
5、(2)向蒸馏水加入n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素、水解胶原蛋白多肽,搅拌后加入n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺,氮气气氛中加入过硫酸铵,反应后抽滤,蒸馏水洗涤滤饼,然后在透析袋中用蒸馏水透析,得到水凝胶前驱体。
6、(3)向n,n-二甲基甲酰胺中加入水凝胶前驱体、氯化苄,反应后抽滤,乙醇洗涤滤饼,然后在透析袋中用蒸馏水透析,得到具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶。
7、进一步的,(1)中n-丙烯酰基-l-组氨酸的质量是纳米晶纤维素质量的20-60%。
8、进一步的,(2)中水解胶原蛋白多肽、n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺的质量分别是n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素质量的80-200%、12-30%。
9、进一步的,(2)中反应的温度为70-80℃,反应时间为2-4h。
10、进一步的,(3)中氯化苄的质量是水凝胶前驱体质量的60-180%。
11、进一步的,(3)中反应的温度为100-120℃,反应时间为48-72h。
12、进一步的,n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺的制备方法为:向甲苯中加入n-丙烯酰基-l-组氨酸、n-甲基二乙醇胺和对甲苯磺酸,其中n-丙烯酰基-l-组氨酸、对甲苯磺酸的质量分别是n-甲基二乙醇胺质量的350-420%、18-23%; 90-110℃中进行酯化反应12-18h,减压蒸馏,正己烷洗涤产物,得到n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺。制备反应式如下:。
13、本发明的技术效果是:本发明利用n-丙烯酰基-l-组氨酸的羧基与纳米晶纤维素的羟基发生酯化反应,得到含有烯基和组氨酸结构的n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素。
14、本发明利用n-丙烯酰基-l-组氨酸和n-甲基二乙醇胺发生酯化反应,得到新型的n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺,其含有咪唑叔胺结构,以及n-甲基叔胺结构,并且含有两个烯基,可以作为交联剂,在过硫酸铵的引发体系中,使含有烯基的n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素与水解胶原蛋白多肽发生接枝交联聚合,得到具有三维空间交联网络的水凝胶材料,交联后的水凝胶材料比表面积大,孔隙结构丰富,吸水率更高。
15、本发明利用氯化苄与水凝胶前驱体中的n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素中的咪唑叔胺,以及n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺中的咪唑叔胺结构和n-甲基叔胺发生季铵化反应,从而生成大量的亲水性季铵盐结构,同时n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺和n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素均含有大量的亲水性酰胺键,有利于提高水凝胶的亲水性和吸水率。
16、本发明的氨基酸基多肽水凝胶以生物活性的胶原蛋白多肽为基体,同时含有生物活性的组氨酸结构单元,以及大量的季铵盐抗菌结构,使水凝胶对金黄色葡萄链球菌、大肠杆菌、白色念珠菌均表现出优异的抗菌性能。使氨基酸基多肽水凝胶在生物医药和抗菌医疗用品等领域有广阔的应用前景。
1.一种具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法如下:
2.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述(1)中n-丙烯酰基-l-组氨酸的质量是纳米晶纤维素质量的20-60%。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述(2)中水解胶原蛋白多肽、n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺的质量分别是n-丙烯酰基-l-组氨酸酯纤维素质量的80-200%、12-30%。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述(2)中反应的温度为70-80℃,反应时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述(3)中氯化苄的质量是水凝胶前驱体质量的60-180%。
6.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述(3)中反应的温度为100-120℃,反应时间为48-72h。
7.根据权利要求1所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺的制备方法为:向甲苯中加入n-丙烯酰基-l-组氨酸、n-甲基二乙醇胺和对甲苯磺酸,酯化反应后减压蒸馏,正己烷洗涤产物,得到n-甲基二(n-丙烯酰基-l-组氨酸乙酯)胺。
8.根据权利要求7所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述n-丙烯酰基-l-组氨酸、对甲苯磺酸的质量分别是n-甲基二乙醇胺质量的350-420%、18-23%。
9.根据权利要求7所述的具有抗菌活性的氨基酸基多肽水凝胶的制备方法,其特征在于,所述酯化反应的温度为90-110℃,时间为12-18h。