一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺的制作方法

本发明涉及凝胶合成领域，尤其涉及一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺。

背景技术：

1、贻贝粘蛋白(musseladhesiveprotein，map)也称作贻贝足丝蛋白(musselfootprotein，mfps)。是海洋贝类——紫贻贝(mytilusgal loprovincalis)、厚壳贻贝(mytiluscoruscus)、翡翠贻贝(pernaviri-dis)等分泌的一种特殊的蛋白质，贻贝中含有多种贻贝粘蛋白，包括贻贝粘蛋白(mfp1-6)、前胶原蛋白(precollagens)和基质蛋白(matrixproteins)等。其中，mfp1-6多数富含3，4-l-二羟基苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine，dopa)，也称多巴基团，是一种行使黏附功能的主体蛋白质。其中，mfp1分子量约为110kd，主要分布在贻贝足丝表面，在足丝纤维的胶原蛋白内核外层形成坚硬的保护层，增强了足丝纤维鞘的机械强度和耐性。mfp2分子量约为45kd，是斑块特有蛋白，同时也是斑块中最为丰富的蛋白质，半胱氨酸含量较高，主要依靠两端的多巴基团将其他蛋白分子连接起来，能够稳定整个粘附斑块的结构。mfp3在足丝斑块中分子量最小，约5.0～7.5kd，多巴基团含量约为20％(物质的量分数)，仅次于mfp5，主要分布在斑块与底物粘结的界面上。mfp4分子量约79kd，富含精氨酸、组氨酸、甘氨酸和酪氨酸，位于远端足丝和粘附斑块的连接处，承担足丝向斑块的形态学和力学转化。mfp5的分子量为11kd，含有30％(物质的量分数)的多巴基团，是目前发现的多巴基团含量最高的足丝蛋白，主要分布在足丝斑块与基质的接触面，被认为是贻贝与外界固体表面起粘附作用的主要蛋白质。mfp6分子量约11.6kd，酪氨酸含量很高，与mfp3、mfp5共同位于粘附斑块的界面处，为mfp3、mfp5中的多巴基团提供还原环境。而前胶原蛋白以及基质蛋白则多数富含甘氨酸和脯氨酸，主要负责足丝内部的分子交联。虽然这些足丝蛋白分子量跨度很大，但在理化性质上具有一定相似性，并且成熟的足丝蛋白大都含有大量的多巴基团。

2、多巴基团对足丝蛋白的粘附功能至关重要，多巴基团转换为多巴醌并通过氢键与外界基质形成牢固的连接以行使粘附功能。贻贝分泌的这一类足丝蛋白会因海洋中盐度、湿度、ph的变化，使贻贝对不同类型的表面发生粘附以及脱粘附作用。受贻贝足丝蛋白粘附特性的启发，目前部分贻贝足丝蛋白已被应用于医用粘合剂、创面修复等医药领域。

3、但是目前人工制备的多巴类凝胶在口腔创面修复等潮湿环境下存在吸附性差等问题，需要进一步改进。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，采用本发明方法进行贻贝足丝蛋白多巴水凝胶的制备，制得的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶吸附性好，吸附作用稳定。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，具体包括以下步骤：

4、s1：氧化羧甲基纤维素的制备：将羧甲基纤维素溶于水中然后加入高碘酸钠并搅拌进行反应，加入乙二醇终止反应得到所述氧化羧甲基纤维素；

5、s2：多巴接枝的氧化羧甲基纤维素的制备：将所述氧化羧甲基纤维素溶于2-(正吗啉)乙磺酸溶液中，然后加入n-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺搅拌均匀后加入多巴基团，继续搅拌反应得到所述多巴接枝的氧化羧甲基纤维素；

6、s3：脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶的制备：将所述多巴接枝的氧化羧甲基纤维素和丙烯酰胺置于去离子水中，搅拌均匀后加入n，n-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺反应得到所述脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶。

7、进一步地，步骤s1中所述羧甲基纤维素与高碘酸钠的质量比为1.5:1-1.5:2。

8、采用上述方案的有益效果是：羧甲基纤维素具有无毒性、生物降解性、生物相容性、稳定性和胶凝能力等优点。羧甲基纤维素的多元单糖环也可以选择性氧化形成化学反应更强的二醛基团。

9、进一步地，步骤s2中所述2-(正吗啉)乙磺酸溶液的ph为5-6。

10、进一步地，步骤s2中所述n-羟基琥珀酰亚胺与氧化羧甲基纤维素的质量比为0.5:1-1:1。

11、进一步地，步骤s2中所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺与氧化羧甲基纤维素的质量比为0.5:1-0.7:1。

12、进一步地，步骤s2中所述多巴与氧化羧甲基纤维素的质量比为1:1-1.5:1。

13、采用上述方案的有益效果是：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺可以活化羧基，在n-羟基琥珀酰亚胺存在下，可以协同增加偶联反应的效率。

14、进一步地，步骤s3中所述多巴接枝的氧化羧甲基纤维素和丙烯酰胺的质量比为1:5-9:5。

15、采用上述方案的有益效果是：聚丙烯酰胺网络作为一种常用的可拉伸材料，在生物医学领域得到了广泛的应用，而多巴基团接枝的氧化羧甲基纤维素链上的邻苯二酚基团赋予了水凝胶特殊的水下粘附性能。

16、进一步地，所述脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶需在脂肪酸溶液环境中使用。

17、进一步，所述脂肪酸为软脂酸。

18、采用上述方案的有益效果是：软脂酸可以改变水凝胶吸附基底周围的环境直接促进水凝胶中多巴与基底相互结合。

19、与现有技术相比：本发明的有益效果是：

20、1、羧甲基纤维素具有无毒性、生物降解性、生物相容性、稳定性和胶凝能力等优点。

21、2、聚丙烯酰胺网络作为一种常用的可拉伸材料，在生物医学领域得到了广泛的应用，而多巴接枝的氧化羧甲基纤维素链上的邻苯二酚基团赋予了水凝胶特殊的水下粘附性能。

22、3、软脂酸可以改变水凝胶吸附基底周围的环境直接促进水凝胶中多巴与基底相互结合。

技术特征：

1.一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于：所述羧甲基纤维素与高碘酸钠的质量比为1.5:1-1.5:2。

3.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于：步骤s2中所述2-(正吗啉)乙磺酸溶液的ph为5-6。

4.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于：步骤s2中所述n-羟基琥珀酰亚胺与氧化羧甲基纤维素的质量比为0.5:1-1:1。

5.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于：步骤s2中所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺与氧化羧甲基纤维素的质量比为0.5:1-0.7:1。

6.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于：步骤s2中所述多巴与氧化羧甲基纤维素的质量比为1:1-1.5:1。

7.根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于，步骤s3中所述多巴接枝的氧化羧甲基纤维素和丙烯酰胺的质量比为1:5-9:5。

8.根据权利要根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于，所述脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶需在脂肪酸溶液环境中使用。

9.根据权利要根据权利要求1所述的一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，其特征在于，所述脂肪酸为软脂酸。

技术总结本发明公开了一种脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶制备工艺，先将多巴基团接枝在氧化羧甲基纤维素上，再与丙烯酰胺进行偶联得到脂肪酸介导的贻贝足丝蛋白多巴水凝胶，在软脂酸环境中使用具有良好的吸附性和稳定性，具有广阔的应用前景。技术研发人员：蒋磊,崔海涛,陈磊,陈凯,李楠楠受保护的技术使用者：合肥贝壳派创新科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2