专利名称：负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法
技术领域：
本发明属于主客体复合功能材料制备技术领域，具体涉及一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法。
背景技术：
交联溶菌酶晶体是一种重要的生物材料，它无毒、无污染、原材料成本低、来源广泛、具有稳固的多孔溶剂孔道结构、良好的化学稳定性、较强的机械性能，在生物、化学、材料等领域得到了广泛的应用。负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体作为其中非常重要的一类，在光学器件、光电器件、传感器等领域具有潜在的应用价值。目前，国际上对主客体复合交联溶菌酶晶体的制备及对其孔道结构能够直观观测的研究非常少。大部分研究者只是利用溶液状态的溶菌酶与客体材料之间的反应，对溶菌酶各活性位点与其性能之间的关系进行理论性研究，基本没有进行实际性能测试(如 Rashmi Sanghi，Preeti Verma，Biomimetic synthesis andcharacterisation of protein capped silver nanoparticles，Bioresource Technology2009，100 :501-504)。该方法中， 染料溶液非常容易团聚在一起，从而发生荧光淬灭现象。与此同时，由于该方法中没有将溶菌酶结晶成晶体状态，很难对得到的产物进行性能测试并应用，从而在定向设计具有特定性能的主客体复合晶体材料方面失去了机会，具有非常大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术制备主客体复合交联溶菌酶晶体材料的不足，提供一种操作简便、可重复率高的制备负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体材料的方法。一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，按照如下步骤进行(1)将染料加入去离子水进行搅拌，混合均勻制成染料溶液，并用针形过滤器进行过滤；(2)将交联溶菌酶晶体加入到过滤后的染料溶液中，静置1-3天；(3)将步骤(2)所得产物中多余的染料溶液移去，留下晶体；(4)将步骤C3)得到的晶体用去离子水进行快速清洗，直到清洗液中没有颜色残留为止，得到负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体。所述染料溶液为浓度5X 10_5 5 X IO-2M的溴酚蓝溶液或浓度10_5 1(Γ2Μ的荧光素溶液。所述针形过滤器的孔径为0. 22-0. 45 μ m。所述交联溶菌酶晶体为鸡蛋清交联溶菌酶晶体。所述负载染料的主客体复合交联溶菌晶体的尺寸为50-100 μ m宽、100-200 μ m 长，孔径大小为0. 5-3. 5nm，孔道中负载规则有序、均一、单分散存在的染料分子。所述负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体优选的尺寸为80-90 μ m宽、 150-180 μ m长，孔径大小为1.5-3. Onm，孔道中负载规则有序、均一、单分散存在的染料分子。本发明的有益效果1、本发明负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的尺寸在 80-90 μ m宽、150-180 μ m长以及孔径大小为1. 5-3. Onm范围内具有均一宏观形貌，规则有序多孔孔道结构，为染料分子有序的进入孔道中并单分散存在提供了良好的空间环境。2、 本发明通过针形过滤器进行过滤，使得染料溶液中的杂质能够完全去除，从而防止对溶菌酶晶体造成破坏，得到单一、纯净的主客体复合晶体。3、本发明克服了过去直接利用溶菌酶溶液与染料反应方法中制备过程难以调控，染料容易团聚，所得产物无法进行性能测试，无法实际应用的缺点。另外，本发明还可以通过改变染料溶液体系与交联溶菌酶晶体的反应条件实现对主客体复合交联溶菌酶晶体孔道中染料的负载量、光学性能的优良进行有效调控。本发明的方法工艺流程简单、可控性强、产品可重复率高。
图1为负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的光学显微镜照片(a)和扫描电子显微镜照片(b)。图2为交联溶菌酶晶体、负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的XRD衍射结果；图中，a-交联溶菌酶晶体、b_负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体。图3为负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的透射电镜照片(a)和EDX 表征(b)结果。图4为交联溶菌酶晶体、负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体和溴酚蓝染料的红外谱图；图中，a_交联溶菌酶晶体、b_负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体、 C-溴酚蓝染料。图5为负载荧光素染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的共聚焦显微镜照片。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，本领域技术人员懂得，这些实施例仅用于举例说明本发明，其不对本发明的范围构成任何限制。实施例1将0. Ig交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5 X 10_5M的用22 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置两天；两天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例2将Ig交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5 X IO-4M的用45 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置两天；两天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例3将2g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5 X IO-3M的用22 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置一天；一天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水CN 102229801 A
说明书
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快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例4将5g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5X 10_2M的用45 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置一天；一天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例5将8g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5 X IO-4M的用22 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置三天；三天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例6将IOg交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为5 X 10_4M的用45 μ m针形过滤器过滤后的溴酚蓝染料溶液中，静置三天；三天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例7将0. Ig交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为的用22 μ m针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置三天；三天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例8将Ig交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为10_4M的用45 μ m针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置两天；两天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例9将2g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为10- 的用22μπι针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置一天；一天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例10将5g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为10_2M的用45 μ m针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置一天；一天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例11将8g交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为10_4M的用22 μ m针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置三天；三天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例12将IOg交联溶菌酶晶体材料，浸泡在浓度为10_4M的用45 μ m针形过滤器过滤后的荧光素染料溶液中，静置三天；三天后，移去多余的染料溶液，将剩下的晶体用去离子水快速进行表面清洗，直到最终的清洗液中没有颜色残留为止。实施例1-12制成的主客体复合交联溶菌晶体的尺寸为80-90 μ m宽、150-180 μ m 长，孔径大小为1. 5-3. Onm，孔道中负载规则有序、均一、单分散存在的染料分子。
实施例6制备的主客体复合交联溶菌晶体形貌规则、完整，表面光滑、平整，相对于交联溶菌酶晶体(黄色)，负载溴酚蓝染料后其颜色变化为红褐色，其光学显微镜照片及扫描电子显微镜照片如图1所示。测得交联溶菌酶晶体、负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的XRD衍射结果(如图2所示)，结果表明，经过负载得到的主客体复合交联溶菌酶晶体和交联溶菌酶晶体一样具有多孔结构，其结构并没有因为负载染料而被破坏。 负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的透射电镜照片(图3a)证明由于负载染料，能够观测到该主客体复合晶体均一、规则有序的孔道结构，并由EDX(图3b)表征结果证明孔道内存在溴酚蓝染料。交联溶菌酶晶体、负载溴酚蓝染料的主客体复合交联溶菌酶晶体及溴酚蓝染料的红外谱图(如图4所示)，证明染料已进入晶体孔道中，而不是吸附在晶体外表面。实施例12制备的负载荧光素染料的主客体复合交联溶菌晶体的共聚焦显微镜照片进一步证明染料能够完全进入交联溶菌酶晶体的孔道内(如图5所示)。
权利要求
1.一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行(1)将染料加入去离子水中进行搅拌，混合均勻制成染料溶液，并用针形过滤器进行过滤；(2)将交联溶菌酶晶体加入到过滤后的染料溶液中，静置1-3天；(3)将步骤( 所得产物中多余的染料溶液移去，留下晶体；(4)将步骤C3)得到的晶体用去离子水进行快速清洗，直到清洗液中没有颜色残留为止，得到负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体。
2.根据权利要求1所述一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，所述染料溶液为浓度5X 10_5 5X 10_2M的溴酚蓝溶液或浓度10_5 10_2M的荧光素溶液。
3.根据权利要求1所述一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，所述针形过滤器的孔径为0. 22-0. 45 μ m。
4.根据权利要求1所述一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，所述交联溶菌酶晶体为鸡蛋清交联溶菌酶晶体。
5.根据权利要求1所述一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，所述负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的尺寸为50-100 μ m宽、100-200 μ m 长，孔径大小为0. 5-3. 5nm。
6.根据权利要求5所述一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法，其特征在于，所述负载染料的主客体复合交联溶菌晶体的尺寸为80-90 μ m宽、150-180 μ m长， 孔径大小为1. 5-3. Onm，孔道中负载规则有序、均一、单分散存在的染料分子。
全文摘要
本发明公开了属于主客体复合功能材料制备技术领域的一种负载染料的主客体复合交联溶菌酶晶体的制备方法。该方法通过简单的溶液浸渍法，将染料负载在交联溶菌酶晶体的孔道中，客体材料与孔道中的骨架结构之间发生化学作用，形成受空间限域的纳米粒子，从而固定于复合晶体孔道中。本发明可以通过改变染料溶液体系与交联溶菌酶晶体的反应条件实现对主客体复合交联溶菌酶晶体孔道中染料的负载量、光学性能的优良进行有效调控。本发明的方法工艺流程简单、可控性强、产品可重复率高。
文档编号C09K11/06GK102229801SQ20111013085
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者古丽米娜, 姚建曦 申请人:华北电力大学