[发明专利]葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系及其制备水凝胶的方法

权利要求书

1.葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系，其特征在于，该自由基体系为在室温下以水为反应介质引发烯类单体进行自由基聚合的引发体系，包含N-羟基酰亚胺衍生物、葡萄糖氧化酶和葡萄糖，引发体系适用的pH值范围为3.5～10.5。

2.根据权利要求1所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系，其特征在于，所述的葡萄糖和葡萄糖氧化酶的摩尔浓度比为2250～52000，N-羟基酰亚胺衍生物和葡萄糖的摩尔浓度比为0.2～4.0，引发体系中采用的N-羟基酰亚胺衍生物的摩尔浓度不低于4.87mM，葡萄糖的摩尔浓度不低于9mM。

3.根据权利要求1所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系，其特征在于，所述的N-羟基酰亚胺衍生物为N-羟基丁二酰亚胺。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系，其特征在于，所述的N-羟基酰亚胺衍生物、葡萄糖氧化酶、葡萄糖直接混合得到自由基聚合的引发体系;

或是将N-羟基酰亚胺衍生物和葡萄糖氧化酶或葡萄糖混合后，再加入葡萄糖或葡萄糖氧化酶配合使用得到自由基聚合的引发体系。

或是葡萄糖氧化酶和葡萄糖混合后，再加入-羟基酰亚胺衍生物配合使用得到自由基聚合的引发体系。

5.利用权利要求1-4中任一项所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，该方法利用N-羟基酰亚胺衍生物、葡萄糖氧化酶和葡萄糖配合作为自由基引发体系，为聚合提供自由基，制备时将N-羟基酰亚胺衍生物、葡萄糖氧化酶与烯类单体的水溶液混合均匀，然后向其中加入葡萄糖，调节反应介质的pH值或调节葡萄糖氧化酶/N-羟基酰亚胺衍生物/葡萄糖三元引发体系的组分浓度，在室温下控制在3min～30min内产生自由基引发单体进行聚合形成三维聚合物网络，得到水凝胶。

6.根据权利要求5所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，反应介质的pH值调整为3.5～10.5，葡萄糖氧化酶/N-羟基酰亚胺衍生物/葡萄糖三元引发体系的组分浓度调整为:葡萄糖和葡萄糖氧化酶的摩尔浓度比为2250～52000，同时N-羟基酰亚胺衍生物和葡萄糖的摩尔浓度比为0.2～4.0，N-羟基酰亚胺衍生物的摩尔浓度不低于4.87mM，葡萄糖的摩尔浓度不低于9mM。

7.根据权利要求5所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，所述的烯类单体选自水溶性的丙烯酸酯衍生物、丙烯酰胺衍生物或N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种，烯类单体的加入量占反应原料总重量的5～20%。

8.根据权利要求7所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，所述的水溶性的丙烯酸酯衍生物为甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟丙酰(HPA)或聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)，所述的丙烯酰胺衍生物为丙烯酰胺(AMM)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)或N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)。

9.根据权利要求5所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，反应物中还可以添加带有两个或者多个双键的水溶性化合物作为交联剂，包括N，N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)或乙烯基修饰的蛋白质，所述的交联剂用量占反应原料总重量的1～6%，。

10.根据权利要求5所述的葡萄糖氧化酶介导自由基引发体系制备水凝胶的方法，其特征在于，反应物中还可以添加可水分散的无机纳米材料制备高强度的纳米复合水凝胶，所述的无机纳米材料为粘土纳米片、纳米二氧化硅或纳米羟基磷灰石，优选平均粒径10～40nm的纳米二氧化硅或片层直径20～40nm，厚度Inm，分子式为[Mg_5.34Li_0.66Si₈O₂₀(OH)₄]Na_0.66的粘土纳米片，所述的无机纳米材料的用量占反应原料总重量的5～17%。