专利名称：葡萄球菌辅助组装的大孔硅分子筛及制备方法
葡萄球菌辅助组装的大孔硅W筛及制备方法
技术领域1本发明涉及功能分子筛的设计与制备，是以天然的微生物作为模板， 通过硅树脂，构劍微生物具有识别功能性的大孔肝筛。
背景技术1微孔沸石分子筛是以单个溶剂化的分子或离子为模板制成的多 L材 料。而利用有序的阳离子型翁安盐表面活性剂为模板合成的大比表面、孔輕规则 六方形排列的有序介孔分子筛系列M41S使分子筛合成由微孔向介孔转变(Beck J.
S. et al. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114: 10834-10843;-Kresge C T. et al. Nature,
1992,359:710-712)。介孑L分子筛具有更大内表面和空穴，使大分子能够iSA内部进 行生物有机化学模拟，并在催化、电子、光学及微见力轉方面弓胞了广泛兴趣。 随后，以阴离子型(MonnierA.etal. Science, 1993,261:1299—1303)、中性(TanevP.T. & Pinnavaia T. J. Science, 1995， 267: 865-867)及双头基型(Huo Q. et al. Science, 1995, 268: 1324~1327)表面活性剂作为模板制备的介孔分子筛Xit—步拓宽了丰莫板 剂的概念。以表面活性剂模板与相转移和油-水界面模板相结合，也合成出"管中 管"分子筛(Lin H. P. & Mou C. Y Science, 1996， 273: 765—768)和二氧化硅薄片微 米级空球(Schacht S. et al. Science, 1996,273: 768—771)。
作为一种功能化手段，介 L分子筛己具有通道、纳米笼和拓扑学的特征，禾拥 化学修饰将无机物半导体、有机化合物、金属羰基化合物織质引入其 L和笼内， 大大丰富了介孔^T筛的性能。
发明内容1本发明目的是合成一种含有大量微米孔的中空硅分子筛。其中，微 米孔体积和开邻具有良好的单分散性。
将一种直径约为1 |om的球形细菌作为模板物。葡萄球菌属为一群革兰氏阳性 球菌，常堆聚成葡萄串状。代表种有金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、柠檬色葡萄 球菌等。
将高浓度的菌液与双官能团和三官能团的硅烷发生水解反应，形成具有三维网 络结构的硅树脂。硅树脂^)^将葡萄球菌包埋其中。加热破坏葡萄球菌。同时，使 硅树脂凝胶晶化，在凝胶内部构建纳米孔道。 裕疑胶在600。C下焙晓，硅树脂成为由二氧化硅组成的分子筛。其中的葡 菌被完全分解并氧化，形成水、二氧化碳、 一氧化碳和碳。前三者为气体，可沿纳 米孔道排出凝胶。而碳在热浓硫酸中仍会被氧化成二氧化碳和一氧化碳气体后排
出。这样，硅針筛内部原来葡辦菌所占据的空间就会转化为M级的空穴，成 为一种 L径均匀的中空分子筛。 本发明方法的具体过程包括
第一、葡萄球菌的常规法扩培； 第二、硅柳旨敏葡萄球菌
在4。C下，将0.5 1 mL ±^扩培后的葡 菌悬浮液缓慢滴加到含2 2.5 mL 二甲基二氯硅烷和2 2.5 mL的甲基三氯碌烷溶液中，或者缓優滴加到含4 5 mL 甲基三氯砼烷溶液中；固化后在120°C下晶化1天。
第三、大 L硅分子筛的制备
在600°C马弗炉中焙烧7小时，残留物在浓硫酸中回流2小时得到葡萄球菌 辅助组装的大孔硅^^筛。
其中葡萄球菌的扩培过程是
葡萄球菌i咅养基的酉己置3每0.5g牛肉膏，l.Og蛋白月东，0.5gNaCl， 2.0g琼月旨， 以及微量酵母粉分散于画mL水中，搅拌均匀pH = 7.2 7.4;
将上述配好的培养基置于压力为0.1 MPa的高压灭菌锅中灭菌30 min;灭菌后， 将固体培养基趁热i)^M试管中，再进行一次灭菌；然后立即将试管搁塞斜面，待 其冷凝后接种，再放入37。C的摇床中培养24小时，以扩大培养；
将培养出来的葡萄球菌接种到液体培养基中，将其方i(A37。C的摇床中继续培 养24小时，获得大量的球菌；将其离心后，保存于生理食盐水中待用。
本发明的优点和积+K文果本发明利用微生物对硅分子筛进行致孔，得到了孔 径和孑L形均匀的中空材料。该材料具有较大的比表面积，和与微生物在mi:互补 的空穴，可作为催化剂载体、附着材料，特别是能够识别细菌，并能专一性吸附的 材料。
具体实施方式
实施例1
1、金黄葡辦菌的扩培
将0.58牛肉膏，l.Og蛋白月东，0.5gNaCl， 2.0gl^月旨，以及微量酵母教、分散于 100mL水中，搅拌均匀(pH = 7.2 7.4);将配好的培养基置于压力为0.1 MPa的高 压灭菌锅中灭菌30min;灭菌后，将固体培养基趁热分輕试管中，再进行一次灭 菌。然后立即将试管搁R斜面，待其冷凝后接种，再方j[A37。C的摇床中培养24小 时，以扩大培养；将培养出来的葡萄球菌接种到液体培养基中，将其方JCA 37°C的 摇床中继乡彭咅养24小时，获得大量的球菌。将其离心后，保存于生理食盐水中。
2、 硅树脂敏葡辦菌
在4。C下，将0.5 1 mL扩培的葡萄球菌悬浮液缓侵滴加到含2 2.5 mL二甲 基二氯硅烷和2 2.5 mL的甲基三氯硅烷溶液中，固化后在120°C下晶化1天。
3、 大孔硅舒筛的制备
在600°C马弗炉中焙烧7 9小时；残留物在浓硫酸中回流1 2小时，得到 葡萄球菌辅助组装的大孔硅好筛。
实施例2
1、 金黄葡辦菌的扩培
将0.5§牛肉膏，l.Og蛋白月东，0.5gNaCl， 2.0g琼脂，以及微量酵母私、分散于 100ml水中，搅拌均匀(pH = 7.2 7.4);将配好的培养基置于压力为0.1 MPa的高 压灭菌锅中灭菌30min;灭菌后，将固体培养基趁热分,试管中，再进行一次灭 菌。然后立即将试管搁塞斜面，待其冷凝后接种，再方iA37。C的摇床中培养24小 时，以扩大培养；将培养出来的葡萄球菌接种到液体培养基中，将其放入37°C的 摇床中继纟彭咅养24小时，获得大量的球菌。将其离心后，保存于生理食盐水中。
2、 硅树脂爐葡辦菌
在4°C下，将0.5 1 mL扩培的葡萄球菌悬浮液缓侵滴加到含4 5 mL甲基三 氯硅烷溶液中，固化后在120°C下晶化1天。
3、 大孔硅^筛的制备
在600°C马弗炉中焙烧7 9小时；残留物在浓硫酸中回流2小时，得到葡萄 球菌辅助组装的大孔硅分子筛。
权利要求
1、一种葡萄球菌辅助组装的大孔硅分子筛，其特征在于——分子筛是由二氧化硅组成的；——分子筛内部包含与葡萄球菌在形状上相似的空穴。
2、 一种权利要求1所述的葡萄球菌辅助组装的大 L硅分子筛的制备方法，其特征是该方^^括第一、葡萄球菌的常规法扩培； 第二、硅树脂^J寸葡萄球菌在4。C下，将0.5 1 mL ，扩培后的葡萄球菌悬浮液缓慢滴加到含2 2.5 mL 二甲基二氯^^烷和2 2.5 mL的甲基三氯硅烷溶液中，或者缓漫滴加到含4 5 mL 甲基三氯硅烷溶液中；固化后在120°C下晶化1天；第三、大孔硅^筛的制备在600°C马弗炉中焙烧7小时，残留物在浓硫酸中回流2小时得到葡萄球菌 辅助组装的大孔硅^T筛。
3、 根据权利要求2戶脱的葡萄球菌辅助组装的大 L硅^^筛的制备方法，其 特征是葡萄球菌的扩培过程是葡萄球菌培养基的配置将0.5g牛肉膏，l.Og蛋白月东，0.5gNaCl， 2.0g琼月旨， 以及微量酵母粉分散于100mL水中，搅拌均匀pH = 7.2 7.4;将战配好的培养基置于压力为0.1 MPa的高压灭菌锅中灭菌30 min;灭菌后， 将固体培养基趁热^^M试管中，再进行一次灭菌；然后立即将试管搁置斜面，待 其冷凝后接种，再方i(A37。C的摇床中培养24小时，以扩大培养；将培养出来的葡萄球菌接种到液体培养基中，将其放入37。C的摇床中继续培 养24小时，获得大量的球菌；将其离心后，保存于生理食&7jC中待用。
全文摘要
一种葡萄球菌辅助组装大孔硅分子筛及制备方法。本发明以葡萄球菌为模板，将其包封在由二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷水解所形成的硅树脂中，经加热和焙烧，分解模板，形成了结构中含有大量与葡萄球菌形状互补空穴的大孔硅分子筛。该材料具有较大的比表面积，和与微生物在形状上互补的空穴，可作为催化剂载体、附着材料，特别是能够识别细菌，并能专一性吸附的材料。作为吸着材料可赋予分子筛识别微生物的功能。
文档编号C01B39/00GK101186310SQ200710151049
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者莹 崔, 张嘉琪, 谢秀荣, 郑嗣华, 黄卫洪, 黄积涛 申请人:天津理工大学