本发明属于生物中手性水凝胶方向,具体地说,涉及一种以(l/d)丙烯酰苯丙氨酸为基底与n-乙烯基吡咯烷酮的手性水凝胶膜的制备方法及其应用。
背景技术:
1、在组织工程领域,多细胞和基质之间的相互作用本质上对健康细胞簇的发育和生长至关重要。这些相互作用并不仅仅由细胞外基质(ecm)蛋白决定,所使用底物的物理和化学特性也一起参与调节。细胞与具有某些特征的底物材料表现出更好的相互作用的能力被特别关注,以调控细胞的命运。分子手性作为生物学和细胞化学所固有的属性,经常表现出对特定对称性的偏好,在生命构建模块反映在最基本的分子对称性水平上(核酸的d异构体和氨基酸的l异构体),因此界面手性对各种细胞相关生物分子的行为具有重要影响。另外,控制功能材料的表面性质来调节细胞和其他生物分子的行为是开发新型生物材料和器件的重要基础,而手性界面提供了这种可能性。
2、吡咯烷是最常见的五元非芳香氮杂环之一,在医药、食品、组织工程等领域都有重要的应用,其基本骨架中的五元内酰胺环结构稳定,可塑性强,可由此产生种类丰富的、具有广泛生物活性的吡咯烷酮衍生物,因此对其进行充分的开发和利用具有重要意义。鉴于目前水凝胶材料在生物医学上的一些问题,如合成路线复杂、交联剂具有一定毒性、水凝胶难以调控细胞生长等,课题组合成了一类n-乙烯基吡咯烷酮手性大分子凝胶材料。手性大分子凝胶形成了三维网络结构,具有高含水量、与生物体内细胞微环境类似,生物相溶性较好,相对分子手性而言,手性大分子凝胶的手性效应明显放大,并成功用于调节细胞的黏附与增值。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提供了基于聚乙二醇二丙烯酸酯交联剂制备一种丙烯酰苯丙氨酸与n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶薄膜的方法及其应用。
2、本发明的目的通过下述技术方案予以实现
3、本发明提供了丙烯酰苯丙氨酸和n-乙烯基吡咯烷酮的共聚水凝胶的制备方法,包括以下步骤:
4、1)将丙烯酰苯丙氨酸(l-pheoh或d-pheoh)和单体n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)均匀溶解于n-甲基吡咯烷酮溶液中,随后加入光引发剂羟基环己烷苯酮(i184)和交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯搅拌溶解,在常温下通氮除氧得反应液,在硅烷化过的基材(盖玻片)上滴加少量反应液,并用膜(pet膜)盖住,轻压挤出气泡,置于365nm紫外光下照射1h引发反应。
5、2)紫外照射结束将基材置于50℃下4h烘干,撕去膜,得丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮共聚水凝胶薄膜,置于pbs缓冲溶液浸泡保存。
6、进一步,步骤(1)中丙烯酰苯丙氨酸(l-pheoh或d-pheoh)是将l-苯丙氨酸或d-苯丙氨酸和丙烯酰氯按摩尔比1:1.5~2.2反应得到。
7、进一步,步骤(1)中丙烯酰苯丙氨酸(l-pheoh或d-pheoh)和n-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为(1~4):(1~2)。
8、进一步,步骤(2)中的光引发剂选用羟基环己烷苯酮,引发剂的用量为两种单体物质的量之和的2%~4%。所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯,交联剂的用量为两种单体物质的量之和的5%~8%。引发聚合温度为室温。
9、进一步,聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为400~1200;优选聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为1000。
10、进一步,步骤(2)中的n-甲基吡咯烷酮溶液质量与两种单体的质量之和的比例为(2.5~4):1,总固含量为25%-35%;固含量为单体丙烯酰苯丙氨酸和n-乙烯基吡咯烷酮的总质量占总质量的比例,固含量太低会使凝胶难以成型,太高会交联太紧密而难以溶胀。
11、进一步,丙烯酰(l/d)苯丙氨酸/n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶作为生物材料的应用。本发明通过将丙烯酰苯丙氨酸与n-乙烯基吡咯烷酮共聚,将单体手性转移至聚合物中,并通过凝胶制备方法将手性与凝胶膜结合得到适宜细胞培养的手性凝胶界面,与聚合物手性界面相比,手性凝胶界面具有更好的类似细胞外基质(ecm)的优势,含有大量水的基质表面对细胞培养也更有优势。因此本发明基于l/d苯丙氨酸-co-n-乙烯基吡咯烷酮手性凝胶膜的制备,探究了聚合物手性凝胶调节细胞行为的影响。
1.丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法,其特征在于,
2.如权利要求1所述的丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法,其特征在于:l-丙烯酰苯丙氨酸或d-丙烯酰苯丙氨酸是由l-苯丙氨酸或d-苯丙氨酸和丙烯酰氯为单体按摩尔比是1:1.5~2.2反应得到。
3.如权利要求1所述的丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法,其特征在于,所述聚乙二醇二丙烯酸酯的用量为总单体物质的量之和的5%~8%;引发聚合反应温度为室温。
4.如权利要求1所述的丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法,其特征在于,l-丙烯酰苯丙氨酸或d-丙烯酰苯丙氨酸和n-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1~4:1~2。
5.如权利要求1所述的丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法,其特征在于,聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为1000。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法制备的丙烯酰苯丙氨酸-n-乙烯基吡咯烷酮手性水凝胶膜的制备方法作为手性生物材料界面的应用。