专利名称：一种可视化水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可视化双层水凝胶及其制备方法。利用敏感水凝胶响应外界环境而产生形变。具体的说，本发明涉及在水凝胶中固定敏感分子(基团)形成敏感水凝胶，再将敏感水凝胶和非敏感水凝胶粘合在一起，即得一种可视化水凝胶。属于的技术领域。
背景技术：
水凝胶是一类亲水的高分子聚合物，它具有一定的生物相容性，具有因渗透压而引起得膨胀和收缩得性质，也具有记忆功能，能够复制聚合前的环境形貌等物性质，因此水凝胶已应用于组织修复，药物缓释，模板印迹等应用研究。
因为水凝胶可以响应环境得变化而应用于传感研究，例如聚丙烯酰胺水凝胶，在碱性条件下，将酰胺基水解成羧基团——可以感应环境中pH值得变化而发生体积得变化，在水凝胶中固定上特定分子(抗体等)和其相应的配基(抗原等)后，水凝胶可以响应含有这种特定分子或相应配基的环境，这些响应的体积变化肉眼分辨能力弱。用中性水凝胶锁定晶体胶体阵列后形成晶体胶体阵列凝胶，在晶体胶体阵列凝胶中固定特定的分子，即为智能型晶体胶体阵列凝胶。其对环境的感应引起的形变可以表现凝胶中锁定的晶体胶体的Bragg峰值移动。肉眼观察表现为智能型晶体胶体阵列凝胶的颜色发生变化，但是Bragg峰值在一定波长范围内的变化肉眼不能区分。例如在600-700nm范围内变化，均表现为红色。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种快速形变的肉眼可辨的可视化双层水凝胶及其制备方法。
技术方案本发明采用如下技术方案本发明所述的可视化双层水凝胶，即将敏感水凝胶和非非敏感水凝胶粘合在一起，形成的形变的可视化双层水凝胶。
本发明所述的制备可视化双层水凝胶的方法，即1，将水凝胶的单体、交联剂、敏感元件、引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～1∶1～0.1的比例溶于溶剂中至重量体积比为4～30％，聚合形成敏感水凝胶，2，将水凝胶的单体，交联剂，引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～0.1的比例溶于水中至重量体积比为4～30％，聚合形成非敏感水凝胶，3，将上述步骤1得到的敏感水凝胶与步骤2到的非敏感水凝胶粘合在一起，即形成可视化双层水凝胶。
所述的水凝胶单体可以是丙烯酰胺或胺基取代丙烯酰胺，所述的交联剂可以是甲叉双丙烯酰胺，所述的敏感元件可以是化学合成的分子如4-乙烯基苯-18-冠-6、4-丙烯基苯-18-冠-6和3-氨基苯硼酸等可以和其它分子发生识别的分子，也可以是天然的生物分子如抗体、核酸单链和酶，所述的溶剂有益效果与现有技术相比，本发明具有如下优点1，本发明的可视化水凝胶与智能晶体胶体阵列凝胶相比，固定敏感元件的条件不苛刻，可以原聚合固定，也可以聚合后再固定，而且可以直接固定象抗原抗体复合物这类的生物大分子。
2，本发明的可视化水凝胶与智能晶体胶体阵列凝胶相比，聚合单体可以是中性的单体，也可以不是中性的单体，而智能晶体胶体阵列凝胶智只能是中性聚合单体。
3，本发明的可视化水凝胶的最大优点是对环境响应产生的形变是发生弯曲变化，可以肉眼直观的观察，灵敏度高。
本发明的可视化分析的水凝胶，所制备的可视化分析的水凝胶可以检测金属离子、核酸和蛋白等。
具体实施例方式
实施例1本发明的用于制备检测铅离子的可视化水凝胶的制备方法，依次按下列步骤进行1)将4-乙烯基苯-18-冠-6或4-丙烯基苯-18-冠-6、丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺(摩尔比为1∶20∶1))溶于重量体积比为1.5∶10水中，加到模具中(夹条厚度为160微米)聚合成膜。
2)将丙烯酰胺甲叉丙烯酰胺(摩尔比为30∶1)溶于重量体积比为1.5∶10水中，加到模具中(夹条厚度为160微米)聚合成膜。
3)将上述两种胶膜置于玻璃平板上干燥失水80％，再以320微米的夹条组成模具，加入步骤2)所述的丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺溶液聚合，及形成检测铅离子的可视化水凝胶。
实施例2本发明的用于制备检测乙肝表面抗原的可视化水凝胶的制备方法，依次按下列步骤进行1)丙烯酰胺甲叉丙烯酰胺(摩尔比为30∶1))溶于重量体积比为3∶10水中，加到模具中(夹条厚度为160微米)聚合成膜；2)上述胶膜置于玻璃平板上干燥失水90％，再加一块平面玻璃板用厚度为320微米的夹条组成模具；3)用活泼酯法活化丙烯酸，形成活化的丙烯酸；4)用活化的丙烯酸修饰乙肝表面抗原形成丙烯基乙肝表面抗原，用活化的丙烯酸修饰抗乙肝表面抗原的抗体形成丙烯基抗乙肝表面抗原的抗体，丙烯基乙肝表面抗原、丙烯基抗乙肝表面抗原的抗体、丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺(摩尔比为1∶1∶20∶1)溶于重量体积比为3∶10水中，再加到2)模具中聚合成膜，及形成检测乙肝表面抗原的可视化水凝胶。
实施例3本发明的用于制备检测随机核酸片断的可视化水凝胶的制备方法，依次按下列步骤进行1)异丙基丙烯酰胺甲叉丙烯酰胺(摩尔比为30∶1)溶于重量体积比为3∶10水中，加到模具中(夹条厚度为160微米)聚合成膜；
2)将上述胶膜置于玻璃平板上干燥失水90％，再加一块平面玻璃板用厚度为320微米的夹条组成模具；3)用活泼酯法活化丙烯酸，形成活化的丙烯酸；4)用活化的丙烯酸修饰氨基化的核酸片断形成丙烯基核酸片断，用活化的丙烯酸修饰抗氨基化的核酸片断互补片段形成丙烯基核酸片断互补片段，丙烯基核酸片断、丙烯基核酸片断互补片段、丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺(摩尔比为3∶3∶30∶1)溶于重量体积比为3∶10水中，再加到2)模具中聚合成膜，及形成检测随机核酸片断的可视化水凝胶。
实施例4本发明的用于制备检测有机磷类农药的可视化水凝胶的制备方法，依次按下列步骤进行1)丙烯酰胺甲叉丙烯酰胺(摩尔比为30∶1)溶于重量体积比为3∶10水中，加到模具中(夹条厚度为160微米)聚合成膜；2)将上述胶膜置于玻璃平板上干燥失水90％，再加一块平面玻璃板用厚度为320微米的夹条组成模具；3)用活泼酯法活化丙烯酸，形成活化的丙烯酸，再用活化的丙烯酸修饰乙酰胆碱酯酶；4)丙烯酸修饰的乙酰胆碱酯酶、丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺(摩尔比为1∶100∶4)溶于重量体积比为1∶10水中，再加到2)模具中聚合成膜，及形成检测有机磷类农药的可视化水凝胶。
权利要求
1.一种可视化水凝胶，其特征在于该水凝胶由一层敏感水凝胶和一层非敏感水凝胶粘合在一起构成。
2.一种用于权利要求1所述的可视化水凝胶的制备方法，其特征在于制备的方法为1).将水凝胶的单体、交联剂、敏感元件、引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～1∶1～0.1的比例溶于溶剂中至重量体积比为4～30％，聚合形成敏感水凝胶；2).将水凝胶的单体，交联剂，引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～0.1的比例溶于水中至重量体积比为4～30％，聚合形成非敏感水凝胶；3)将上述步骤1)得到的敏感水凝胶与步骤2)到的非敏感水凝胶粘合在一起，即形成可视化双层水凝胶。
3.如权利要求2所述的可视化水凝胶的方法，其特征在于水凝胶的单体是丙烯酰胺或胺基取代丙烯酰胺，交联剂是甲叉双丙烯酰胺，敏感元件是.化学合成的分子。
4.如权利要求3所述的可视化水凝胶的方法，其特征在于化学合成的分子是4-乙烯基苯-18-冠-6、4-丙烯基苯-18-冠-6和3-氨基苯硼酸的可以和其它分子发生识别的分子，也可以是天然的生物分子如抗体、核酸单链和酶。
5.如权利要求2或3所述的可视化水凝胶的方法，其特征在于水凝胶中敏感元件是化学合成的分子时为4-乙烯基苯-18-冠-6和3-氨基苯硼酸，是天然的生物分子时为酶、抗体和核酸片断。
全文摘要
可视化水凝胶及其制备方法涉及一种水凝胶及其制备方法，该水凝胶由一层敏感水凝胶和一层非敏感水凝胶粘合剂一起构成，制备的方法为将水凝胶的单体、交联剂、敏感元件、引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～1∶1～0.1的比例溶于溶剂中至重量体积比为4～30％，聚合形成敏感水凝胶；将水凝胶的单体，交联剂，引发剂，按100～10∶1～0.1∶10～0.1的比例溶于水中至重量体积比为4～30％，聚合形成非敏感水凝胶；将上述步骤1)得到的敏感水凝胶与步骤2)到的非敏感水凝胶粘合在一起，即形成可视化水凝胶。本发明可用于分析金属离子、核酸和蛋白等，分析的结果可以不借助任何仪器观察到。
文档编号G01N33/559GK1757431SQ200510094400
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月16日 优先权日2005年9月16日
发明者钱卫平, 董健 申请人:东南大学
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