[发明专利]氧化硅-鱼精蛋白-PSS杂化微胶囊及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化硅—鱼精蛋白-聚苯乙烯磺酸钠(PSS)杂化微胶囊及制备方法，属于高分子—无机杂化微胶囊的技术。

背景技术

高分子微胶囊是一种常用的固定化酶载体。常用的高分子材料包括聚赖氨酸、聚苯乙烯磺酸(PSS)等聚电解质。利用高分子微胶囊包埋酶具有条件温和、生物相容性好、有利于维持酶的结构完整性、进而提高酶的活性维持率的优点，特别是利用层层组装法制备高分子微胶囊可以对微胶囊的尺寸和囊壁厚度进行调控。

层层组装法制备的高分子微胶囊在固定化酶通常存在的问题是当外界环境(如温度，pH)发生变化时，囊壁会变得疏松，因而造成酶分子的泄漏。解决酶泄漏的方法包括对微胶囊囊壁进行交联(热交联、紫外光照交联或化学试剂交联等)，使凝胶载体结构变得更加致密；增加囊壁层数；或是在微胶囊外表面构造无机壳层，制备有机—无机杂化微胶囊。

氧化硅是有机—无机杂化材料中常见的无机组分，用于制备杂化微胶囊可以提高囊壁的稳定性，降低酶的泄漏率，提高酶对温度、pH变化的耐受性，同时提高储存和循环使用稳定性。仿生硅化为氧化硅材料的制备提供了一条新途径。自然界中的硅藻利用水中溶解的微量硅可形成坚硬的硅质细胞壁。研究表明，这类硅藻植物都是通过在有机质参与下的生物硅化作用来构建细胞壁的，即由一定的有机模板通过静电吸引作用促进和调控氧化硅的沉积。仿生硅化过程避免了酸碱催化剂的使用，所用原料均具有很好的生物相容性，适用范围广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化硅—鱼精蛋白-聚苯乙烯磺酸钠(PSS)杂化微胶囊及制备方法，该微胶囊内固定着过氧化氢酶，对酶泄漏率低，抗高温和耐酸碱环境能力强，储存稳定性好，其制备方法过程简单。

本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种氧化硅—鱼精蛋白-聚苯乙烯磺酸钠杂化微胶囊，该微胶囊内固定着过氧化氢酶，它由表面层和表面层内的囊壁层构成，其特征在于表面层为氧化硅层，囊壁层为由内至外依次由鱼精蛋白层和聚苯乙烯磺酸钠层交替构成，其中鱼精蛋白层层位为奇数，聚苯乙烯磺酸钠层层位为偶数，外表层氧化硅层与囊壁层的鱼精蛋白层相结合。

上述的氧化硅—鱼精蛋白-聚苯乙烯磺酸钠杂化微胶囊的制备方法，其特征在于包括以下过程：

(1)将过氧化氢酶溶解于0.2-0.4mol/L的氯化钙溶液中，过氧化氢酶浓度为2-5mg/mL。按体积比1:1向上述溶液中加入0.2-0.4mol/L的碳酸钠溶液，以转速1000-1200r/min搅拌30-60s，静置10-15min，所得的碳酸钙沉淀用去离子水洗涤，得到含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒。

(2)将鱼精蛋白溶解于0.1-0.5mol/L的氯化钠溶液中，用盐酸或氢氧化钠调节其pH值为6.5-7.0，配制得到2-5mg/mL的鱼精蛋白溶液。

(3)将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶解于0.1-0.5mol/L的氯化钠溶液中，用盐酸或氢氧化钠调节其pH值为6.5-7.0，配制得到3-5mg/mL的聚苯乙烯磺酸钠溶液。

(4)将硅酸钠溶解于去离子水中，用盐酸调节其pH值为6.5-7.0，配制得到30-50mmol/L的硅酸钠溶液。

(5)按含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒质量克数与鱼精蛋白溶液的体积毫升数之比为1：50—100，将步骤(1)制得的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒加入步骤(2)制得的鱼精蛋白溶液中，浸泡10-20min，离心分离，用去离子水洗涤，得到组装了第1层鱼精蛋白层的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒。

(6)按含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒质量克数与聚苯乙烯磺酸钠溶液的体积毫升数之比为1：50-100，将步骤(5)组装了第1层鱼精蛋白层的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒，分散于步骤(3)制得的聚苯乙烯磺酸钠溶液中，浸泡10-20min，离心分离，用去离子水洗涤，得到组装了第1层为鱼精蛋白层，第2层为聚苯乙烯磺酸钠层的双层囊壁层的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒。

(7)将步骤(6)所制得的组装双层囊壁层的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒，按照步骤(5)的过程进行，分散于鱼精蛋白溶液中，得到组装了第1层为鱼精蛋白层，第2层为聚苯乙烯磺酸钠层，第3层为鱼精蛋白层的3层囊壁层的含过氧化氢酶的碳酸钙颗粒。