[发明专利]包含细菌的水凝胶及其制备方法

说明书

本揭示内容提供了一种包含细菌的水凝胶，包含：水凝胶、细菌、和代谢物。水凝胶包含互相交联的多个高分子链，各高分子链包含至少一聚乙二醇链。细菌位于水凝胶内，且细菌以该高分子链为碳源发酵。代谢物为由细菌以该高分子链为碳源发酵时产生，并分布于该胶体中。本揭示内容亦提供一种包含细菌的水凝胶的制备方法。本揭示内容提供的水凝胶的功效在于能直接利用细菌在水凝胶内发酵并释出的代谢物。

技术领域

本揭示内容是关于一种水凝胶，特别是一种内含细菌及其代谢物的水凝胶。

背景技术

利用细菌的发酵作用以获得细菌的代谢产物已有很久的历史，例如培养乳酸菌、醋酸菌、丝状菌、放线菌等，藉由菌体中的酶，能将培养基中的基质转化产出初级代谢物、次级代谢物、小分子活性物质，例如乙醇、乳酸、胺基酸、琥珀酸、丙酮酸、辅酶Q10等。

大多数发酵后的代谢混合物，后续须经分离、萃取、精制、或纯化等加工处理步骤，但这些处理过程可能造成其中一些代谢物的流失；或者，有些代谢物的物理化学性质较不稳定，较易挥发、降解、或失去活性。并且后续如需较完整地保留这些代谢物的组成或活性，也须较高的保存技术或成本。

发明内容

为了改善上述问题，本揭示内容提供一种水凝胶，其将细菌包封于水凝胶内部的三维网状结构中，并且细菌可利用水凝胶的胶体成分发酵，产生的代谢物，可直接从水凝胶向外释放。

本揭示内容的一实施方式为提供一种包含细菌的水凝胶，包含：一水凝胶，包含互相交联的多个高分子链，各该高分子链包含至少一聚乙二醇链；细菌，位于该水凝胶内，且该细菌以该高分子链为碳源发酵；以及代谢物，由该细菌以该高分子链为碳源发酵时产生，并分布于该胶体中。

本揭示内容的一实施方式为提供一种水凝胶的制备方法，包含：提供或接收一聚合物水溶液，该聚合物水溶液包含具有至少一聚乙二醇链的聚合物；将细菌与含有该聚乙二醇链的聚合物水溶液混合；使含有该细菌及该聚乙二醇链的聚合物水溶液发生交联反应，而形成含有该细菌的水凝胶；以及培养该水凝胶中的细菌，其中该细菌以该聚乙二醇链的聚合物为发酵的碳源而产生一代谢物。

根据本揭示内容的一实施方式，其中该聚乙二醇链的分子量为约250至约10000。

根据本揭示内容的一实施方式，其中各该高分子链为聚乙二醇、聚乙二醇二甲丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酰胺、或其组合。

根据本揭示内容的一实施方式，其中各该高分子链更包含一羧酸基团、一脂质基团、或一醣类基团，且该羧酸基团、该脂质基团及该醣类基团键结于该聚乙二醇链。

根据本揭示内容的一实施方式，其中该细菌为益生菌。

根据本揭示内容的一实施方式，其中该细菌为表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)或痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)。

根据本揭示内容的一实施方式，其中该代谢物包含具有2至6个碳原子的短链脂肪酸。

根据本揭示内容的一实施方式，其中各该高分子链包含聚乙二醇二甲丙烯酸酯，且该细菌为表皮葡萄球菌。

根据本揭示内容的一实施方式，其中各该高分子链更包含醣类基团，且该细菌为表皮葡萄球菌。

根据本揭示内容的一实施方式，其中各该高分子链更包含一羧酸基团，且该细菌为痤疮丙酸杆菌。

根据本揭示内容的一实施方式，其中使含有该细菌及该聚乙二醇链的聚合物水溶液发生交联反应包含：加入过氧二硫酸盐以及四甲基乙二胺(TEMED)于含有该细菌及该聚乙二醇链的聚合物水溶液中。

根据本揭示内容的一实施方式，其中使含有该细菌及该聚乙二醇链的聚合物水溶液发生交联反应包含：