[发明专利]一种Fe3O4磁性细菌纤维素球的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种微生物发酵直接生物合成Fe₃O₄磁性细菌纤维素球的方法。

背景技术

细菌纤维素(bacterial cellulose，简称BC)是某些细菌合成的高分子化合物，具有超精细网状结构，是一种典型的纳米生物材料。虽然细菌纤维素和植物或海藻产生的纤维素具有相同的分子结构单元，但细菌纤维素却具有很多独特的性质如高结晶度、高化学纯度、高抗张强度、高弹性模量、高持水性、良好的生物相容性、生物合成的可调控性等，这些性质是其它来源的纤维无法比拟的，因此成为近年来国际上生物材料的研究热点。

BC的合成方法有静态法和动态法，静态法中BC在气液界面生成膜状BC，动态法是在振荡或机械搅拌的情况下经常生成丝状、絮状或团块状纤维素，控制适宜的条件可生成球状BC。与膜状BC相比，制备的球状BC疏松多孔，随球体直径的减少，其比表面积增加，可考虑以其作为载体吸附或交联各种物质(如酶、细胞或其它化合物)制备不同用途的BC球。但BC球非常疏松，在反应结束后如果使用普通的过滤或离心的方法收集，球的结构和形状非常容易被破坏，难以反复使用，所以其应用受到限制。

在生物技术中，磁场分离通常被视为一种快速、简单分离目的物的手段，而且分离时作用力小，对于易发生形变的分离物，不会破坏其结构。磁场分离中分离物应含有磁性颗粒，被应用的颗粒具有超顺磁性，即在外加磁场存在的条件下会被磁化收集，而一旦去除磁场后颗粒会重新分散，因此可循环使用。

磁性材料中Fe₃O₄由于具有较高的饱和磁化强度、良好的氧化稳定性和低毒价廉的特点，被广泛用作磁性颗粒。Fe₃O₄粒子大小为几十纳米或者更小的情况下，显示出超顺磁性，可利用磁场收集。

通过检索，发现如下专利文献，1、一种纤维素丙烯酸酯复合微球的制备方法(CN1986587)，将粉状纤维素、乳化剂分散到水中形成水相；将丙烯酸酯分散到有机溶剂中形成油相；在搅拌情况下把油相加入到水相中，升温，再加入过硫酸盐引发剂；继续升温至65～90℃，反应0.5～6小时；冷却至室温，滤除液相，用水清洗，20～120℃下烘干，得到纤维素丙烯酸酯复合微球。2、一种纤维素微球及其制备方法和用途(CN101250267)，将纤维素溶液分散于含乳化剂或复合乳化剂的有机溶剂中，搅拌至液滴分散均匀后常温固化1-10hr成形，然后加入稀酸使纤维素再生形成微球，静置分层，过滤得纤维素颗粒，倾析洗涤后得纤维素微球。3、一种以离子液体为溶剂制备纤维素微球的方法(CN101612540)，步骤如下：1)制备纤维素溶液。低速搅拌和适当温度下，将纤维素溶解于离子液体中。2)添加惰性微粒。加入适量的惰性微粒，搅拌均匀。3)反相悬浮成球。加入油相和表面活性剂，通过反相悬浮和程序降温，纤维素溶液凝结成球。4)微球固化。加入固化剂，固化形成纤维素微球。5)洗涤。去离子水洗涤和浸泡，得到纤维素微球。6)筛分。湿态筛分，得到一定粒径范围的纤维素微球。4、一种磁性纤维素微球及其制备方法(CN101274985)，该磁性纤维素微球表面呈多孔蜂窝状结构，比表面积为100～450m2/g，孔径为200～800nm，粒径为1～600μm。所述磁性纤维素微球以纤维素为基材，以铁钴镍类超顺磁性的无机物粒子为磁流体，以碱/尿素或硫脲的水溶液为溶剂，采用直接包埋法制备磁性纤维素溶液，然后用常温溶胶凝胶转相法制备了较高磁响应的磁性纤维素微球。

与本专利申请最为接近的为对比文件4，但其采用铁钴镍类超顺磁性的无机物粒子为磁流体，与本专利申请有较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Fe₃O₄磁性细菌纤维素球的制备方法，该方法能够制备直径在1～4mm之间任意直径的磁性细菌纤维素球，以满足不同条件下的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种Fe₃O₄磁性细菌纤维素球的制备方法，步骤是：

(1)采用共沉淀法制备纳米级Fe₃O₄；

(2)将纳米级Fe₃O₄与发酵培养基分别灭菌后混合，以6％的接种量接种木葡糖酸醋杆菌，30℃、160r/min培养1-4d，得到直径1-4mm的磁性纤维素球；