[發(fā)明專利]一種納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810974143.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109046046A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱振亞;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: B01D71/74
• 分類號: B01D71/74;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜的制備方法，該方法將納米材料分散在磷酸鹽緩沖溶液中，得到納米材料混合溶液；將淬滅酶分散在上述納米材料混合溶液中，得到納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶顆粒混合溶液，冷凍干燥，即得納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶顆粒，然后將顆粒添加海藻酸鈉溶液中，選擇有機聚合物膜作為基膜。利用離子交聯(lián)，制備出了納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜。該納濾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，同時該水凝膠納濾膜具有制備方法簡單、較低成本，可以廣泛應(yīng)用在生物、水處理等各個領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，在膜材料使用過程中，存在著易污染、易堵塞的等現(xiàn)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(xué)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(zhì)中添加抑菌納米銀顆粒、溶菌酶等。

細菌的群體感應(yīng)(quorum sensing,QS)可以調(diào)控細菌生物膜的形成，生物發(fā)光，色素產(chǎn)生，抗生素形成，質(zhì)粒結(jié)合轉(zhuǎn)移等。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，群體感應(yīng)抑制劑可以干擾信號分子系統(tǒng)的傳導(dǎo)，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(jié)構(gòu)，同時又能達到抑制生物膜生長的目的。前期研究，我們已經(jīng)成功地將納米材料/氨基酰化酶添加在有機鑄膜液中，制備出具有抗生物污染的納米材料/氨基酰化酶聚偏氟乙烯膜。但是，傳統(tǒng)聚合物分離膜的制備過程較復(fù)雜，使用藥劑也具有不同程度的環(huán)境毒性。因此，如何選擇一種生產(chǎn)成本低，環(huán)境安全性且易于產(chǎn)業(yè)化的新型可再生膜材料成為了亟需解決的問題。

海藻酸是一種從褐藻中提取的天然多糖碳水化合物，含有大量的親水性羧基，溶于水。同時，海藻酸鹽作為來源極為豐富的可生物相容性及生物降解性能的天然高分子材料，具有較高的使用和研究價值。海藻酸鈉本身具有良好的水溶性和豐富的官能團，這為海藻酸鈉后期的結(jié)構(gòu)改良及應(yīng)用于復(fù)合材料提供了很好的前提。將水凝膠做成膜材料應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，即拓寬水凝膠的應(yīng)用面，又開辟了傳統(tǒng)膜材質(zhì)的新方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜的制備方法，該納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾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，同時該水凝膠納濾膜廣泛應(yīng)用在生物、水處理等各個領(lǐng)域。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶水凝膠納濾膜的制備方法，包括下述步驟:

1)納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶顆粒的制備：

按照質(zhì)量比將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，得到納米材料混合溶液；

按照質(zhì)量比將75～150mg淬滅酶分散在上述納米材料混合溶液中，在0～10℃下超聲攪拌30～60min，得到納米材料/群體感應(yīng)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(yīng)淬滅酶顆粒，冷凍保存?zhèn)溆茫?/p>

2)水凝膠混合溶液的制備：

將適量海藻酸鈉溶于20～100ml去離子水中，配制0.5～5g/L海藻酸鈉溶液；將步驟1)得到的海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～10wt％納米材料/群體感應(yīng)淬滅酶顆粒加入海藻酸鈉溶液中，超聲；加入占海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～50wt％的致孔劑，攪拌溶解均勻，放置于4～10℃的密閉容器中備用；

3)水凝膠納濾膜的制備：