[發明專利]一種納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜制備方法

有效

• 申請號: 201611130181.5
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106636058B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 朱振亞;王磊
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜制備方法。所述納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜的制備方法，以氧化石墨烯、石墨烯或者碳納米管作為載體，利用靜電吸附作用固載細菌群體感應淬滅酶，制備出的負載顆粒最大限度的保證了酶活。同時將該顆粒添加進高分子聚合物膜鑄膜液中，利用相轉化法制備出了納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜。該復合膜能利用淬滅酶降解細菌信號分子的功能，抑制膜面生物膜的生長，同時該有機復合膜具有制備方法易操作、抗生物膜污染效果好的作用，可以廣泛應用在生物、醫藥、食品、水處理等各個領域。

技術領域

本發明屬于膜分離技術應用領域，涉及一種納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜制備方法。

背景技術

在當今的水處理技術領域，膜分離技術仍是主流技術之一，膜分離材料具有分離效果好、功能性強等特點，在水處理、生物、醫藥等各個領域都得到了廣泛地應用。但是在膜材料使用過程中，存在著易污染、易堵塞的等現象，影響膜材料的使用壽命。在控制膜污染的方法中，包括膜材料本身的改性，物理、化學清洗等各種方法，其中膜材料本身的改性包括改善膜材料的親水性能，在膜材質中添加抑菌納米銀顆粒、溶菌酶等。

近年來，科學家們研究發現，當細菌的數量積聚增加到一定程度的時候,細菌會通過信號分子發信號,改變和協調它們之間的行為,這一調控機制被稱為細菌的群體感應(quorum sensing,QS)。細菌的群體感應可以調控細菌生物膜的形成，生物發光，色素產生，抗生素形成，質粒結合轉移等。近些年科學家們發現，群體感應抑制劑可以干擾信號分子系統的傳導，抑制細菌某種特性和機理的表達。研究者們嘗試將淬滅酶直接引入膜材料中，即可以通過酶和納米材料的添加改變膜材料的結構，同時又能達到抑制生物膜生長的目的。

但是，當淬滅酶單獨使用時，會存在穩定性不好，易失活等缺點。因此，一般會選擇合適的固定材料將酶做成復合材料進行應用。碳納米材料是近幾年的研究熱點，主要包括氧化石墨烯、石墨烯、碳納米管、碳纖維等材料。碳納米材料由于其具有納米級尺寸、納米級片層結構和良好地吸附等特性，被應用在許多領域，并得到了快速廣泛地推廣。利用納米材料強大的比表面和靜電吸附作用固定酶，既能提高酶的固定量又能不對酶的活性造成大的破壞，成為一種較好的酶固定載體。

發明內容

本發明提供一種納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜制備方法。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。

一種納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜制備方法，包括下述步驟:

1)納米材料/群體感應淬滅酶顆粒的制備：將25-50mg包括氧化石墨烯、石墨烯和碳納米管的納米材料分散在100-200mL磷酸鹽緩沖溶液中，室溫超聲30～60min，得到納米材料混合溶液；將75-150mg淬滅酶分散在納米材料混合溶液中，室溫超聲30～60min，得到納米材料/群體感應淬滅酶顆粒混合溶液，真空冷凍干燥，即得納米材料/群體感應淬滅酶顆粒，冷凍保存備用；

2)復合膜鑄膜液的制備：將質量分數為0.1～1％納米材料/群體感應淬滅酶顆粒加入80～85％有機溶劑中，超聲15～30min；加入0.1～1％高分子添加劑，高速攪拌30min，加入14～26％高分子聚合物，高溫攪拌，至高分子聚合物完全溶解，靜置脫泡；

3)成膜固化：將步驟2)制備的鑄膜液置于光滑清潔的玻璃板上，并用刮刀將其平鋪在玻璃板上，迅速把玻璃板水平浸沒在去離子水中成膜；將制好的膜放在去離子水中至少24h，得到納米材料/群體感應淬滅酶顆粒改性復合膜。

進一步，所述石墨烯的制備方法為機械剝離法、氣相沉積法(CVD)、熱解SiC法、氧化石墨烯還原法、碳管切割法和液相直接超聲剝離法制備的三層以下石墨烯。

進一步，所述碳納米管包括單壁，雙壁和多壁碳納米管，管徑為1～100nm，管長為0.5～100μm。