一种氨基酸衍生物水凝胶及其制备方法与流程

本发明涉及一种氨基酸衍生物水凝胶及其制备方法，属于生物凝胶技术领域。

背景技术：

以水为主要成分的超分子水凝胶(水含量通常高达95％)，是小分子(分子量≤2000，又称凝胶因子)自组装形成的聚集体，又称为小分子水凝胶，是上世纪90年代才出现的一类新型水凝胶。分子自组装，即大量分子单体在弱的非共价键力作用下，自发地聚集装配形成特定结构和功能的超分子结构的过程。超分子水凝胶是其亲水基团和疏水基团在水中溶解和聚集达到平衡的一种存在状态，与高分子聚合物凝胶不同，超分子水凝胶中线型、纤维状、带状三维网络结构的纤维间和纤维内部均靠非共价键连接，在温度升高后，凝胶因子可以重新溶解到溶剂中，使得凝胶网状结构破坏，冷却后又可以重新形成凝胶。

根据凝胶因子种类不同，有胆固醇衍生物类、氨基酸及其衍生物类、糖类化合物水凝胶等。这些超分子水凝胶由于其在生物相容性和低毒性等优点，在生物材料、药物运输和释放、以及组织工程等方面都有很大的应用前景。目前引起研究者广泛关注的是一类氨基酸及其衍生物类超分子水凝胶，这种水凝胶具备良好生物相容性、可降解性和可注射性等特点，是一种新型纳米软材料物质，在新型生物医用材料方面有潜在的应用价值。

fmoc，即笏甲氧羰基，它是氨基酸衍生物合成中常见的一种氨基保护基。fmoc可在小分子多肽自组装成超分子水凝胶的过程中提供π-π堆积作用。fmoc-氨基酸衍生物类水凝胶是以fmoc-氨基酸为凝胶因子，在疏水作用、范德华力等作用力的作用下自组装形成的具有网状结构，并束缚水分子形成的固体状的超分子水凝胶。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种制备氨基酸衍生物水凝胶及其制备方法，具体是以fmoc-氨基酸为主体，该类水凝胶能稳定存在、成胶迅速，该制备方法操作简单、可重复性高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种氨基酸衍生物水凝胶，是由成胶因子与溶剂反应制备得到的。

可选地，所述成胶因子为fmoc-氨基酸；所述溶剂为pb溶液。

可选地，所述fmoc-氨基酸具体为fmoc-phe-oh、fmoc-met-oh、fmoc-trp-oh、fmoc-tyr-oh中的一种，浓度分别为5～20mm、10～30mm、5～30mm、10～30mm，pb溶液为50mm、ph7.4。

本发明的内容还包括制备氨基酸衍生物水凝胶的方法，包括如下步骤：将fmoc-氨基酸溶解于pb溶液中，加热后，静置得超分子水凝胶。

可选地，分别称一定量的fmoc-氨基酸于20mlpb溶液中，超声分散获得均匀溶液，然后置于水浴锅中加热以帮助溶解，静置1min-12h得水凝胶。

可选地，超声分散10～15min，水浴锅温度60～90℃。

本发明的有益结果如下：

(1)制备的水凝胶以氨基酸衍生物为凝胶因子，不需外加交联剂，较好稳定性、较低毒性、外观透明及生物相容性良好。

(2)该种制备方法操作简单、耗时短，可重复性高。

附图说明

图1为该种氨基酸衍生物水凝胶的宏观成胶图

图2为该种氨基酸衍生物水凝胶的红外图

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行说明，但本发明并不仅局限于此。

下面实施例中使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下面实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下面实施例中所采用的fmoc-phe-oh，fmoc-met-oh，购自上海吉尔生化有限公司，cas号分别为35661-40-6、71989-28-1，货号分别为35701、35601。ph7.4、0.2m的pb溶液配制方法：称取二水磷酸二氢钠31.2g溶于蒸馏水中，定容至1000ml，为a液；称取十二水磷酸氢二钠71.6g溶于蒸馏水中，定容至1000ml，为b液。分别取a液19.0ml、b液81.0ml于烧杯中混匀，使用时稀释成50mm即可。

实施例1.fmoc-phe-oh水凝胶的制备

称取fmoc-phe-oh粉末0.1g于20mlpb溶液中，使用超声细胞破碎仪超声10min直至获得均匀溶液，然后置于80℃水浴锅中加热以帮助溶解，直至获得透明溶液，室温下静置1min得到稳定水凝胶。如图1，倒置玻璃瓶以检验水凝胶的形成。

制备的fmoc-phe-oh水凝胶的傅里叶红外光谱表征：将得到的超分子水凝胶于冻干机中冻干24h得到粉末，将冻干之后的样品与kbr混合，压片，然后测试其红外透射光谱，扫描范围：4000～400cm-1，扫描分辨率：4cm-1，扫描次数20。

如图2红外图谱显示，在酰胺键伸缩振动吸收区域(1700-1500cm-1)有特征红外吸收峰，证明了fmoc-phe-oh分子间以β-折叠片方式排列。

实施例2.fmoc-met-oh水凝胶的制备

称取fmoc-met-oh粉末0.2g于20mlpb溶液中，使用超声细胞破碎仪超声10min直至获得均匀溶液，然后置于80℃水浴锅中加热以帮助溶解，直至获得透明溶液，室温下静置1～12h得到稳定水凝胶。

实施例3.fmoc-trp-oh水凝胶的制备

称取fmoc-trp-oh粉末0.2g于20mlpb溶液中，使用超声细胞破碎仪超声10min直至获得均匀溶液，然后置于80℃水浴锅中加热以帮助溶解，直至获得透明溶液，室温下静置1～12h得到稳定水凝胶。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种氨基酸衍生物水凝胶的制备方法。其特征是包括如下步骤：称一定量的Fmoc‑氨基酸于PB溶液中，超声分散获得均匀溶液，然后置于水浴锅中加热以帮助溶解，静置得水凝胶。该方法具有体系简单、反应迅速等优点。同时，该类水凝胶能稳定存在、可塑性高。

技术研发人员：钟成;张艳文;谢燕燕;贾士儒
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：2018.09.20
技术公布日：2019.01.22