细菌视紫红质生物凝胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种细菌视紫红质生物凝胶及其制备方法，乃藉由将具有增稠性的高分子化合物悬浮于水中，使成为适合用于皮肤上的凝胶基底，并藉此凝胶基底来提供黏稠度，以结合通过培养嗜盐菌所获得的细菌视紫红质培养液，而制成本发明所提供的细菌视紫红质生物凝胶，它是由非常有益的维生素、矿物质、氨基酸等组成，不但可应用于皮肤的美容与治疗上，更可望在许多方面发展出极大的商业潜力。
【专利说明】细菌视紫红质生物凝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及细菌视紫红质，特别是涉及一种细菌视紫红质生物凝胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]人们之所以对嗜盐菌(halobacteria)这类微生物感兴趣，主要是因为来自嗜盐菌的紫色细胞膜(purple membrane,PM)中含有与视觉中的视紫红质类似的蛋白质,并且紫色细胞膜中只有这一种唯一的蛋白质，所以称为细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,BR)。细菌视紫红质具有单一方向光趋动质子泵(light-drivenproton pump)功能，既可以利用光能合成腺苷三磷酸(Adenosine triphosphate, ATP),类似于光合作用的功能,也可以在无光情况下进行氧化磷酸化，进行细菌生长繁殖。由于细菌视紫红质在紫色细胞膜中有独特的结构和功能，已被公认为是除了绿色植物中的叶绿素外最简单的光能量转换生物分子，且最具有应用潜力的绿色光电材料之 一。其应用范畴极广，例如人工视网膜、三维光学内存、光开关、光电传感器、像缘检测器、光学图像单调滤波系统、防伪材料、生物芯片以及生质氢能与燃料电池的开发等多方面。
[0003]而本申请案发明人则潜心研究此嗜盐菌的一切，尤其是关于通过培养这些嗜盐菌所产生的细菌视紫质的研究及应用性开发上，我们已经得知用来生产细菌视紫质的培养液是非常有用的，它有益的维生素、矿物质、氨基酸等组成的液体，可不仅用作任何美容产品的一部分，也可以在其它应用中使用。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的主要目在于提出一种细菌视紫红质生物凝胶及其制备方法，乃将细菌视紫红质培养液结合于具有黏稠性的凝胶基底，使得细菌视紫红质培养液产生的生理机能效益，可用来提升皮肤的功能或改善一些皮肤的病变，对于民众来说有莫大的帮助。
[0005]为实现上述目的，本发明提出一种细菌视紫红质生物凝胶，包含有凝胶基底和细菌视紫红质培养液，其中凝胶基底是由具有增稠性的高分子化合物混合于水中所形成，而细菌视紫红质培养液则分散于凝胶基底中，且细菌视紫红质培养液包含由耗竭培养液中培养嗜盐菌所产生的细菌视紫红质。
[0006]另外，本发明提出一种细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其步骤包含有:首先，通过将具有增稠性的高分子化合物混合于水中的步骤来获得凝胶基底，然后，将通过在耗竭培养液中培养嗜盐菌所获得的细菌视紫红质培养液加入凝胶基底中，即可制得本发明的细菌视紫红质生物凝胶。
[0007]由于细菌视紫红质培养液包含许多营养物质，譬如维生素、矿物质和氨基酸等等，不仅有助于保持皮肤的健康与年轻，并有预防及改善疾病的效果。另外，在具体实施例中，高分子化合物可为卡伯波树脂或黄原胶，黄原胶亦可和其它水性胶体来结合，譬如角豆胶，可使得细菌视紫红质生物凝胶可保持适当黏稠性而成为适合用在皮肤上的凝胶剂型，再者，此细菌视紫红质生物凝胶不但制作快速，不阻塞毛孔，会迅速且均匀分布在皮肤上，而且可以轻易添加其它成份，譬如，可进一步添加香精或亲水性的医药物质，来提供给消费者一个符合需求及具有良好特性的产品。
[0008]因此，本发明所提供的细菌视紫红质生物凝胶，可望成为一项突破性的医学美容产品，并可因应不同使用者的需求，发展出其它功能，具有极大的商业潜力。
[0009]底下藉由具体实施例配合说明书附图详加说明，以使更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明细菌视紫红质生物凝胶的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]根据本发明所揭露的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法的流程图，如图1所示。首先，进行步骤S10，提供一凝胶基底，此凝胶基底基本上是由具有增稠性的高分子化合物悬浮于水中所制备，而高分子化合物可譬如为卡伯波树脂(Carbopol)或黄原胶(Xanthan)，以下分别对于如何使用这两种高分子化合物制备本发明的凝胶基底来加以说明。
[0012](1)由卡伯波树脂制备凝胶基底:
[0013]a.首先，将卡伯波树脂称重。卡伯波树脂的含量为凝胶基底的0.2至0.5wt%(BP,每100克凝胶基底中有0.2至0.5克的卡伯波树脂)。
[0014]b.将卡伯波树脂过筛加入低pH值冷水中，静待一天左右，使卡伯波树脂吸水膨胀。
[0015]c.将所得到的溶液进行30分钟的均匀化过程。
[0016]d.加入中和剂，以500转/分钟不断搅拌,进行中和过程(neutralizationstep),调节溶液的PH值达到6至7之间，以获得具有高黏度和良好应用特性的透明凝胶，即本发明的凝胶基底。
[0017]中和剂，可选自碱(alkali)、小苏打(soda)、碳酸盐(carbonate)、氢铵碳酸盐(ammonium hydrogen carbonate)、氨(ammonia)、三乙酉享胺(triethanolamine)、氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)的群组组合。
[0018]其中，若使用三乙醇胺，则卡伯波树脂与三乙醇胺的比例为1.0:1.5。若使用氢氧化物(氢氧化钠或氢氧化钾)，则卡伯波树脂与氢氧化钠或氢氧化钾的比例为1.0:2.3。
[0019]上述中和过程是非常重要的。由于本发明所使用的卡伯波树脂中有一个游离羧基(carboxyl group, -C00H)分子,使得分布有卡伯波树脂的水溶液的pH值为3至4。当pH值达到大于6时，卡伯波树脂紧密不规则缠绕的高分子链便会开始带电并互斥打散开来，分子链纠结成网状结构而使黏度增加。因此，通过中和过程，将相对于水为非常少量的中和剂加入，将可使得混合物变稠以形成黏稠的凝胶。
[0020](2)由黄原胶制备凝胶基底:
[0021]a.将黄原胶称重。黄原胶于低浓度，就可以是非常黏稠的凝胶，其使用含量大概为凝胶基底的0.5至2wt%。
[0022]b.将水加热到约36至38°C的温度。黄原胶在热水和冷水中都会良好地溶解，但在此温度下，其溶解速度会更快。
[0023]c.要让黄原胶在水中容易拌匀而不形成硬块，而且最好可以容易分离(分散)。要做到这一点，就必须与其它成分充分混合，然后加水。它可以是干的成分，如玉米淀粉、黏土或燕麦粉。或者，也可以在非水溶剂中，如甘油、酒精或植物油(只是几滴)，将黄原胶混合，静待一两分钟，再搅拌均匀。
[0024]d.在水中加入黄原胶，并强力搅拌，以制得凝胶基底。
[0025]另外，可以在凝胶基底中加入其它成分，可以先将其它成分添加到水中，再添加黄原胶。也可以添加防腐剂，以利保存。再者，也可以使用黄原胶结合其它水性胶体，譬如角豆胶。
[0026]在上述过程之后，就可以获得了凝胶基底，并可以搭配使用任何其它成分，譬如添加香精来提供香味，或者进一步添加亲水性的医药物质，藉此可提供一个符合消费者需求的产品。
[0027]然后，我们使用它结合细菌视紫红质培养液完成细菌视紫红质生物凝胶的制备，如图1的步骤S20。而此细菌视紫红质培养液的制备，是藉由在耗竭(spent)培养液中培养嗜盐菌并产生细菌视紫红质，而此包含有细菌视紫红质的液体就是我们所要的细菌视紫红质培养液。
[0028]本发明以应用于治疗牛皮癣(psoriasis)为范例，我们使用25%的氯化钠溶液作为耗竭培养液(实际应用上,耗竭培养液可为浓度26至31%的氯化钠溶液)，来进行嗜盐菌的培养以及细菌视紫红质的生 产，且细菌视紫红质培养液样品的活细胞含量为0.3至4克/升，我们将此细菌视紫红质培养液和凝胶基底倒入一个容器中，混合了 5分钟，使颜色均匀，即完成细菌视紫红质生物凝胶的制备，如步骤S30。
[0029]表一至表四为本发明的范例中细菌视紫红质培养液成分的色谱分析结果。
[0030]表一氨基酸(amino acid)成分
[0031]
【权利要求】
1.一种细菌视紫红质生物凝胶，其包含: 一凝胶基底，是由具有增稠性的高分子化合物混合于水中所形成 '及 一细菌视紫红质(bacteriorhodopsin, BR)培养液,分散于该凝胶基底中，且该细菌视紫红质培养液包含由一耗竭(spent)培养液中培养嗜盐菌所产生的细菌视紫红质。
2.如权利要求1所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该高分子化合物为卡伯波树脂(Carbopol)ο
3.如权利要求2所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该卡伯波树脂的含量为该凝胶基底的 0.2 至 0.5wt%。
4.如权利要求2所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该凝胶基底还包含选自碱(alkali)、小苏打(soda)、碳酸盐(carbonate)、氢铵碳酸盐(ammoniumhydrogencarbonate )> 氨(ammonia)、三乙醇胺(tri ethanol amine)、氢氧化钠(NaOH)与氢氧化钾(KOH)的群组组合的中和剂，以进行中和。
5.如权利要求4所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该卡伯波树脂与该三乙醇胺的重量比例为1.0:1.5。
6.如权利要求4所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该卡伯波树脂与该氢氧化钠或该氢氧化钾的重量比例为1.0:2.3。
7.如权利要求1所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该高分子化合物为黄原胶(Xanthan)。
8.如权利要求7所述的细菌视 紫红质生物凝胶，其中该黄原胶的含量为该凝胶基底的0.5 至 2wt%0
9.如权利要求7所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该凝胶基底更包含选自玉米淀粉、黏土与燕麦粉的群组组合的干的成分，来混合该黄原胶。
10.如权利要求7所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该凝胶基底更包含选自甘油、酒精与植物油的群组组合的非水溶剂，来混合该黄原胶。
11.如权利要求7所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该高分子化合物更包含角豆胶。
12.如权利要求1所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该耗竭培养液为26至31%的氯化钠溶液。
13.如权利要求1所述的细菌视紫红质生物凝胶，其中该细菌视紫红质培养液保持每升具有0.3至4克的活细胞。
14.一种细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其步骤包含: 提供一凝胶基底，该凝胶基底是藉由将具有增稠性的高分子化合物混合于水中的步骤所获得；及 将一细菌视紫红质(bacteriorhodopsin, BR)培养液加入该凝胶基底中以制得该细菌视紫红质生物凝胶，该细菌视紫红质培养液是藉由在一耗竭(spent)培养液中培养嗜盐菌产生细菌视紫红质的步骤所产生。
15.如权利要求14所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该高分子化合物为卡伯波树脂(Carbopo I)。
16.如权利要求15所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该卡伯波树脂的含量为该凝胶基底的0.2至0.5wt%。
17.如权利要求15所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中将该卡伯波树脂混合于水中的步骤之后，更包含加入选自碱(a I ka I i )、小苏打(s ο da )、碳酸盐(carbonate)、氢铵碳酸盐(ammonium hydrogen carbonate)、氨(ammonia)、三乙酉享胺(triethanolamine)、氢氧化钠(NaOH)与氢氧化钾(KOH)的群组组合的中和剂，来进行中和。
18.如权利要求17所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该卡伯波树脂与该三乙醇胺的重量比例为1.0:1.5。
19.如权利要求17所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该卡伯波树脂与该氢氧化钠或该氢氧化钾的重量比例为1.0:2.3。
20.如权利要求14所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该高分子化合物为黄原胶(Xanthan)。
21.如权利要求20所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该黄原胶的含量为该凝胶基底的0.5至2wt%。
22.如权利要求20所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中将该黄原胶混合于水中的步骤，是将水加热于36至38°C的温度下，使该黄原胶易于溶解。
23.如权利要求20所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中将该黄原胶混合于水中的步骤之前，是先将该黄原胶与选自玉米淀粉、黏土与燕麦粉的群组组合的干的成分混合。
24.如权利要求20所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中将该黄原胶混合于水中的步骤之前，是先将该黄原胶与选自甘油、酒精与植物油的群组组合的非水溶剂混合。
25.如权利要求2·0所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该高分子化合物更包含角豆胶。
26.如权利要求14所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中该耗竭培养液浓度为26至31%的氯化钠溶液。
27.如权利要求14所述的细菌视紫红质生物凝胶的制备方法，其中在该培养嗜盐菌的步骤之后，保持每升细菌视紫红质培养液中具有0.3至4克的活细胞。
【文档编号】A61P17/00GK103845276SQ201210495597
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】福利得 申请人:立普生有限公司