[发明专利]一种海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种海藻酸钠‑壳聚糖多孔复合材料的制备方法，是将壳聚糖溶于冰醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，将海藻酸钠分散在水中得到海藻酸钠分散液；将海藻酸钠分散液加入到壳聚糖溶液中，将得到的混合液超声分散均匀，于55~65℃下搅拌20~24 h，冷冻干燥即得海藻酸钠‑壳聚糖多孔复合材料。本发明采用静电自组装的方法制备海藻酸钠‑壳聚糖多孔复合材料，制备过程中没有复杂的前处理和后处理过程，大大简化了工艺步骤，而且提高了复合材料的产率，节约了资源，降低了成本，可实现大批量生产。该复合材料可以利用方波伏安法高效的识别酪氨酸异构体L‑酪氨酸和D‑酪氨酸，峰电流值高的为L‑酪氨酸。

技术领域

本发明涉及一种海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的制备方法，尤其涉及一种利用静电自组装的原理制备海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的方法；本发明同时还涉及该海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料在手性识别酪氨酸异构体L-酪氨酸和D-酪氨酸的应用，属于纳米复合材料技术领域和电化学手性识别领域。

背景技术

海藻酸钠（SA）是一种来源于褐藻类的海带或马尾藻的线性多糖共聚物。其化学结构包含空间上不同的β-(1-4)连接的D-甘露糖醛酸（β-D-mannuronic，M）和α-(1-4)连接的L-古洛糖醛酸（α-L-guluronic，G）重复单元，共价连接形成均聚物M或G嵌段或交替的MG序列。M和G嵌段的排列决定了海藻酸盐水凝胶的物理和化学性质。海藻酸盐在食品应用中被广泛用作增稠剂，乳化剂，稳定剂和可食用薄膜。在生物医学应用中，海藻酸盐已用于伤口敷料、药物递送和组织工程。尽管SA可以易于与多价阳离子交联而容易地形成凝胶，但是其机械性能在湿态下不能令人满意，这限制了它们的应用。

壳聚糖（CS）作为一种天然的生物聚合物，源自于甲壳素，是甲壳素N-脱乙酰基的产物。甲壳素、壳聚糖、纤维素具有相近的化学结构，即纤维素在C2位上是羟基，甲壳素和壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替。壳聚糖是地球上仅次于纤维素的第二大天然半结晶阳离子多糖，具有良好的生物降解性、生物相容性以及抗菌活性。然而，与甲壳素分子中的乙酰胺基基团相比，壳聚糖分子结构中的氨基基团具有更强的反应活性，可对其进行化学修饰，这使得壳聚糖具有优异的生物学功能，同时可用作许多离子，有机物、生物分子的识别材料。

海藻酸钠-壳聚糖复合材料可用于电化学传感器和分子识别领域，专利CN105044178A提供了一种基于壳聚糖/海藻酸钠的手性传感器，主要通过将壳聚糖恒电位沉积于玻碳电极表面，再自组装海藻酸钠来制备传感器，该方法制备的传感器能识别含有锌离子的色氨酸。

发明内容

本发明的目的是提供一种海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的制备方法；

本发明的另一个目的是提供该海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料在手性识别酪氨酸异构体L-酪氨酸和D-酪氨酸的应用。

一、海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的制备

海藻酸钠溶于水带负电，而将壳聚糖分散在冰醋酸后会发生质子化，带正电，利用静电作用自组装原理制备海藻酸钠-壳聚糖多孔纳米复合材料。具体的制备方法如下：将壳聚糖溶于冰醋酸溶液中得到壳聚糖溶液，将海藻酸钠分散在水中得到海藻酸钠分散液；将海藻酸钠分散液加入到壳聚糖溶液中，将得到的混合液超声0.8~1h，于55~65℃下搅拌20~24 h，冷冻干燥即得海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料。其中，所述混合液中海藻酸钠与壳聚糖的质量比为1:1~1:10；壳聚糖溶液的浓度为0.8~1.2 mg/mL；海藻酸钠分散液的浓度为0.8~1.2 mg/mL；冰醋酸溶液的体积浓度为1%；冷冻干燥温度为-50~-40 ℃。

二、海藻酸钠-壳聚糖多孔复合材料的结构

下面通过扫描电镜图、红外光谱图和热重曲线图对本发明所制备的海藻酸钠-壳聚糖复合材料的结构进行分析说明。

1、扫描电子显微镜图像分析