1.本发明涉及均质蛋清制成水溶性生物玻璃再热处理形成一种蛋清水凝胶膜/复合膜和导电性蛋清水凝胶膜及其制备方法，尤其涉及一种机械强度优良、生物相容性好、柔性的或导电的蛋清水凝胶膜/复合膜/导电膜的制备方法，属于生物材料、仿生材料、可穿戴设备、医用组织工程材料等领域。
背景技术：2.蛋清作为一种广泛优质、廉价的动物源性蛋白质，因具有多种生理功能和生化活性，其氨基酸组成最接近人体，在维持人类健康方面具有重要作用，已经被广泛应用于医疗、食品、生物工程等领域。蛋清约占鸡蛋总重量60%，蛋清是一种由11%蛋白质和88%水组成的呈淡黄色、透明、粘绸的胶体溶液。蛋清的蛋白质主要有54%卵白蛋白、12%卵转铁蛋白、11%卵类黏蛋白、3.5%卵黏蛋白和3.2%溶菌酶等五种糖蛋白等组成，占蛋清蛋白总量84%。因蛋清营养丰富，目前已经成为可食用膜制造的重要材料之一，期待替代常规塑料，降低污染造成的风险。但蛋清蛋白膜机械性质、凝胶性和溶解性较差。因此，常利用蛋清富含的二硫键和巯基通过化学交联开发出具有多种功能的新颖可食用膜，如蛋清-甘油膜、蛋清-甘油-脂质膜、自交联蛋清生物塑料、蛋清-明胶复合塑料或蛋清-酪蛋白生物塑料膜等。这些食用膜或食品包装膜不仅具有一定的机械强度、可塑性和氧屏障，还对湿度变化等因素会更敏感。利用蛋清的凝胶性特点常与高聚物、活性物质或生物交联剂混合，制成具有抗氧化活性的释放姜黄素的蛋清胶囊，被覆蛋清的tio2或银纳米粒子制成抗肿瘤药物或药物缓释或递送的生物纳米复合水凝胶。蛋清与羟基磷灰石等交联制备一种适合软组织或骨骼生长的多孔泡沫状蛋清生物陶瓷，与二羟基吲哚交联合成一种具有黑色素生物合成功能的蛋清生物仿生膜，与角蛋白混合制备一种发光金团簇复合膜等。
3.以上这些研究主要集中在以蛋清为原材料通过物理混合和化学交联与其他材料一起合成医用生物材料、药物递送与缓释、绿色工业品等。关于均质蛋清或单一均质蛋清作为原材料制备蛋清生物玻璃，再经热处理加工成为一种具有优良力学性能的功能性的蛋清水凝胶膜/复合膜的技术方案还未见报道。
技术实现要素：4.本发明针对现有蛋清多功能生物复合材料在制备技术、绿色加工、功能性和力学性能等方面存在的不足，采用单向纳米孔脱水的技术，蛋清中水分子通过滤膜纳米孔进行单向脱水，引起蛋清蛋白分子有序排列，形成一种水溶性的、透明的、易碎的生物玻璃，经过后加工热处理，提供一种柔性、透明、力学性能强的蛋清水凝胶膜/复合膜、功能性蛋清生物复合材料及其制备方法。
5.实现本发明目的的技术方案是提供一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，将蛋清或它的混合物溶液从容器顶部的加样孔中加入到模具中，所述模
具以纳米孔滤膜为底部的容器，用密封盖将加样孔密闭；蛋清中的水分子经纳米孔滤膜向下单向脱水，在纳米孔滤膜的上表面得到蛋清生物玻璃；将蛋清生物玻璃在温度为100℃ ~ 150℃的条件下进行热处理，得到一种蛋清水凝胶膜/复合膜。
6.按上述制备方法得到的一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜。
7.本发明技术方案还包括提供一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，将蛋清或它的混合物溶液从容器顶部的加样孔中加入到模具中，所述模具以纳米孔滤膜为容器的底部，用密封盖将加样孔密闭；蛋清中的水分子经纳米孔滤膜向下单向脱水，在纳米孔滤膜的上表面得到蛋清生物玻璃；将蛋清生物玻璃在温度为100℃ ~ 150℃的条件下进行热处理，得到一种蛋清水凝胶膜/复合膜；将得到的蛋清水凝胶膜/复合膜与吡咯在水溶液中进行聚合反应，得到一种聚吡咯修饰的导电蛋清水凝胶膜/复合膜。
8.按上述制备方法得到的一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜。
9.本发明所述的蛋清为家禽蛋清，包括鸡蛋清、鸭蛋清、鹅蛋清、鸽蛋清、鹌鹑蛋清。所述的混合物包括蛋白质、多糖、交联剂、塑化剂、药物、色素；按质量百分比，混合物的浓度为0.1～20 % 。所述的热处理为将蛋清生物玻璃隔绝空气密封包裹，采用蒸、煮、高温烘或微波加热。
10.本发明用于制备蛋清水凝胶膜/水凝胶复合膜的单向纳米孔脱水的模具是由高分子或金属材料加工而成的一种以纳米孔滤膜为底部的容器，顶部开有一个加样小孔和密闭该小孔的橡皮或硅胶塞；使用前可以用去离子水试验该模具底部的滤膜是否密闭不渗水。通过该容器模具的顶部一小孔加入一定体积和浓度的高分子水溶液或与其他水溶性高分子、交联剂、药物等混合物水溶液，加样完毕后用硅胶塞堵住小孔密封。模具底部滤膜的纳米孔径为截留0.1 ~ 1000 kda分子量的透析膜或≤50 nm滤孔的高分子合成膜。将盛有蛋清或与其他物质的混合溶液的模具水平放置在模具架上，保持模具内溶液水平。模具底部的纳米孔滤膜暴露于一定温度和湿度环境中，也可以在容器底部的纳米孔滤膜下方设置高吸水材料或单向脱水加速器，单向脱水加速器包括流动空气产生装置、恒温恒湿箱、负压腔、渗透压差腔，使溶液中水分子通过纳米孔滤膜加快单向脱水，数小时到数十小时后就可以获得蛋清生物玻璃，经过后加工热处理后成为一种柔性、透明、机械性能强的蛋清水凝胶膜/复合膜及其多功能蛋清复合材料。蛋清高分子膜/水凝胶膜与吡咯在低温水溶液中进行聚合反应，得到一种聚吡咯修饰的导电性高分子膜/水凝胶膜。
11.本发明利用单向纳米孔脱水绿色制备一种新型的具有柔性、透明、力学性能强的蛋清水凝胶膜/水凝胶复合膜及其多功能生物复合材料，与现有技术相比，其有益效果在于：1.本发明提供的水凝胶材料为一种湿态透明、弹性、拉伸性能强的蛋清水凝胶膜/复合膜，其拉伸强度达5.8 mpa，断裂伸长90 ~ 110 %，溶胀率60~ 130 %；蛋清水凝胶膜/复合膜通过聚合反应制成聚吡咯修饰的蛋清水凝胶导电膜。
12.2．本发明提供的水凝胶材料具有制备工艺简单、绿色环保，力学性能强，生物相容性的特点；在制备的蛋清水凝胶膜上，小鼠成纤细胞l929具有良好的着生与增殖，适用于医用生物材料；同时可广泛应用于仿生材料、药物投递与缓释、可穿戴电子设备等领域。
附图说明
13.图1是本发明实施例提供的制备蛋清水凝胶膜/复合膜的单向纳米孔脱水模具的结构示意图；图中，1. 成膜杯；2. 纳米孔滤膜；3. 固定环；4. 加样孔；5. 加样孔密封塞；图2是本发明实施例提供的蛋清玻璃和蛋清水凝胶膜的光学性能照片图；图3是本发明实施例提供的蛋清水凝胶膜的应力与应变曲线图；图4是本发明实施例提供的蛋清水凝胶膜的热性能曲线图；图5是本发明实施例提供的蛋清水凝胶膜的红外光谱光谱图；图6是本发明实施例的蛋清玻璃和二种蛋清水凝胶膜的x-射线衍射图谱；图7是本发明实施例提供的蛋清水凝胶膜的纵切面扫描电镜观察图像；图8是本发明实施例提供的蛋清水凝胶膜体外酶解稳定性的柱状图；图9是本发明实施例提供的l929细胞在二种蛋清水凝胶膜上的生长与增殖图；图10是本发明实施例提供的l929细胞在蛋清水凝胶膜上第5天生长与增殖图。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
15.实施例1本实施例提供按本发明技术方案制备各实施例所需的均质蛋清液的配制。
16.用新鲜的鸡蛋（兰妃，上海大鹤蛋品有限公司，日本独资，中国上海）通过蛋清分离器收集蛋清液，因蛋清浓液与稀液难以充分混合均匀，可将蛋清置于高速粉碎机内进行间隙式高速剪切（500 ~ 5000 rpm）5 ~ 10 min，去除蛋清泡末后，其余的蛋清液再进行5000 ~ 15000 rpm离心10~20 min，去除微量沉淀物和少量的白色漂浮物，收集的上清液即为蛋清均质液。
17.实施例2本实施例提供本发明技术方案所述的蛋清生物玻璃的制备方法。
18.参见附图1，为本实施例提供的单向纳米孔脱水模具的结构示意图；单向纳米孔脱水的加工模具主要由内腔直径为30 mm或80 mm的成膜杯1，纳米孔滤膜2，固定环3，加样孔4，加样孔橡胶塞5组成。将水中湿润的圆形纳米孔滤膜2通过固定环3内螺牙旋转拧紧固定，放置在水平的模具搁架上，先用移液器通过加样孔4加入少许蒸馏水试验固定的滤膜2是否漏水。若漏水重复上述操作直到不漏水为止。
19.用移液器将一定体积的均质蛋清液或与其他分子的混合物溶液通过加样孔4加入到模具的成膜杯1中，加样完毕用硅胶塞5将加样孔4堵住。然后，将整个模具搁架放置在一定的温度和湿度的环境条件下，使模具内溶液中水分子通过滤膜的纳米孔单向脱水干燥，数小时或数十小时后形成一块面积为7.0 cm2或50 cm2的蛋清生物玻璃，这是一种水溶性、易碎和透明的蛋清生物玻璃（记作ewg）。
20.实施例3本实施例提供本发明技术方案所述的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法。
21.按实施例1和实施例2通过单向纳米孔脱水制备的蛋清生物玻璃，必须经过后加工热处理，当从模具上取下后立即装入聚丙烯（pp）密封袋或用锡铂纸包裹密封，置于高温蒸
气处理1 ~ 4 h；或者置于100 ~ 140 ℃高温烘箱热处理1 ~ 4 h；即成为水不溶的、良好机械强度的、柔软的蛋清水凝胶膜（记作ewhm）。
22.实施例4本实施例提供按本发明技术方案各实施例提供的材料的力学、结构和体外性能的测试方法。
23.1. 力学性能当蛋清液经过单向纳米孔脱水，再经过后加工热处理制备的水凝胶膜，从直径为30 mm或80 mm模具上刚取下时状态裁切成一定尺寸的长方形条状蛋清生物玻璃，再经后加工热处理形成水凝胶膜或水凝胶膜，用于机械性能的测试。机械性能测定前1天，样品条浸入25℃水中充分湿润（24 h）后，取出吸水纸吸去多余水份，立即测定湿态膜力学性能。测定时，室温维持在25 ℃左右，利用instron 3365万能材料试验机测定膜状样品的机械拉伸性能。拉伸时有效间距10 mm，当应力-应变曲线开始急剧下降时，停止实验，记录数据。计算平均值和标准差。
24.2. 溶胀率将刚干燥成膜的蛋清水凝胶膜样品切割成3.0
×
20 mm长方形条，放入干燥箱，37 ℃烘干过夜，称重记为m0；接着，把烘干后的样品膜浸入含有过量pbs的离心管内，置于37 ℃生化培养箱中保温，使其吸水发生溶胀；隔24 h取出，拿滤纸拭去样品表面水分，称重，记为mn；根据如下公式得出样品溶胀率，重复5个样品，计算平均值和标准差（
±
sd）。
25.溶胀率（%）= mn/m0×ꢀ
100 %3. 结构分析使用取约100 mg溴化钾晶体与1 mg上述待测样品粉末混合，研磨。取少量混合样品粉末，压成薄片，在傅里叶变换红外光谱仪（nicolet 6700，美国thermo fisher）检测蛋清水凝胶膜粉末样品的红外结构特征。测试参数：扫描次数16次，分辨率4 cm-1
，光谱范围2000 ~ 1000 cm-1
。膜状样品直接用atr附件测定傅里叶变换红外全反射光谱。称取蛋清水凝胶膜粉末样品~5.0 mg，用热重/差热联用仪（sdt2960，美国ta公司）进行tg、dtg和dsc分析。参数设定：保护气体为氮气100 ml/min，温度范围25 ℃ ~ 800 ℃，升温速度10 ℃/min。蛋清水凝胶膜干态样品磨成粉末后，用荷兰帕纳科公司x-射线衍射仪（x’pert-pro mpd）测试，cu靶，管压40 kv，管流50 ma，λ= 1.5406 nm，衍射角(2θ)的范围为5-50
°
，扫描步长为 0. 02
°
/sec，扫描速度为 2
°
/min。
26.4. 扫描电镜观察先将水中达到溶胀平衡的蛋清水凝胶膜置于-197 ℃液氮中冷冻数分钟，取出后用镊子制作样品断裂面，接着继续置于真空冷冻干燥机中冻干；取薄片样品固定载物台上。表面喷金70 s，在日立s-4700冷场发射扫描电镜（sem，regulus 8230）下观察膜样品的表面以及横截面或断裂面表观形态。扫描电镜加速电压15 kv。
27.实施例5本实施例提供一种单向纳米孔脱水和热处理制备的蛋清水凝胶膜加工工艺及对机械性能的影响。
28.1. 热处理方式用单向纳米孔脱水形成的蛋清生物玻璃易碎且水溶，必须进行热处理才可以制备
出具有一定机械性能的蛋清生物材料。首先对这种生物玻璃进行了三种热处理方式试验，由此形成的蛋清水凝胶膜机械性能的实验结果由表1所示。蛋清生物玻璃直接置于沸水中水煮处理，其拉伸力是随着水煮时间而逐步降低的，但蛋清水凝胶膜表面呈现轻度的毛玻璃样，说明蛋清玻璃直接水煮会导致表面发毛，原因是表面与水接触的蛋清微量水溶的缘故。蛋清玻璃直接置于蒸汽中蒸煮5 min ~ 90 min也可以发现一个先升后降的趋势，蒸煮20 min的拉伸力达到峰值（17.10 mpa）。最后100℃热烘的处理组效果都不如前二组。这些结果说明热处理的方式对蛋清水凝胶膜的表面和机械性能都会产生明显的影响，特别是水煮会引起蛋清水凝胶膜表面的毛玻璃样。
29.表1 蛋清玻璃的水煮、蒸和100℃热烘对蛋清水凝胶膜机械性能的影响。
30.2. 密闭隔水煮处理图2所示结果为蛋清玻璃的热处理对其蛋清水凝胶膜光学性能的影响。参见附图2，是本发明提供的蛋清玻璃(1)；水煮后形成的水凝胶膜(2)；隔水煮后形成的水凝胶膜(3)以及100℃密闭烘30 min形成的水凝胶膜(4)。按实施例1和实施例2通过单向纳米孔脱水制备的如图2所示的蛋清生物玻璃(1)，象玻璃一样，非常透明，但极易碎并溶于水。经过10 min水煮后成为有弹性、水不溶的且机械性能良好的蛋清水凝胶膜(2)，但对透明度有所影响，当将蛋清玻璃装入聚丙烯密封袋进行隔水煮沸10 min后成为既透明又具有良好机械性能的水不溶的蛋清水凝胶膜(3)。最后可以发现经过100℃热烘30 min后有更强的机械性能，但蛋清水凝胶膜(4)的颜色会变深发黄。所以，在蒸、煮或高温热烘处理前，先将样品密封置于pp袋或用锡铂纸包裹以隔绝空气。
31.3. 热烘处理温度和时间从表2中实验结果分析，蛋清玻璃样品先隔水煮10 min预处理，然后进行100℃到150℃中五种不同温度烘10 min。似乎蛋清水凝胶膜的拉伸性能随着温度的升高而增强，130℃时达到13 n，到150℃达到了16.73 n。不过从蛋清水凝胶膜的溶胀率观察处理温度越高其溶胀率性能越差，到最高温度时溶胀率仅62.01%，还不足100℃时的一半，从溶胀后蛋清水凝胶膜的直径大小也同一样得出类似的结果。所以，烘温度不宜过高，否则溶胀率小，
蛋清水凝胶膜会变脆、颜色变深。
32.表2 蛋清玻璃高温热烘处理对蛋清水凝胶膜拉伸和溶胀性能的影响。
33.本发明实施例对蛋清玻璃进行了四种温度（100℃、110℃、120℃和130℃）条件下的热烘处理，结果由表3所示。100℃热烘处理随着处理时间的升高而逐步升高，到60 min时上升到拉伸力最大值，达到17.17 mpa，而断裂伸长率还有90%，温度再升高其机械性能有所下降。而110℃的热烘处理也有类似趋势，不过由于处理温度抬高了10℃，一开始就在高位上不断上升，到45 min时就达到最高拉伸力值，达到24.85 mpa，断裂伸长率仍有111%。随后处理时间再延长，其机械性能还是下降了。后面二种温度处理不同的时间也都有类似趋势，120℃处理30 min达到最大值，而130℃处理达到最大值时间更短，仅20 min。从整体因素分析，拉伸力达到峰值随着烘温度的升高而处理时间逐步变短，而且从处理温度分析，110℃处理的拉力最大值最高，以后逐步下降。
34.表3 100℃到130℃热烘时间对蛋清水凝胶膜拉伸性能的影响。
35.4. 应力—应变曲线图3所示结果为二种蛋清水凝胶膜的应力-应变曲线。参见附图3，是本发明提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的
二种蛋清水凝胶膜记作ewhm-100和ewhm-110。蛋清玻璃（ewg）分别100℃烘60 min和110 ℃烘45 min处理后获得的二种蛋清水凝胶膜（分别记作为ewhm-100和ewhm-110）的应力与应变曲线图（附图3）。110 ℃处理后获得的蛋清水凝胶膜无论在应变还是应力都明显高于100℃处理的蛋清水凝胶膜样品。以下的热性能分析、结构测定、电子显微镜观察、体外抗蛋白酶解实验以及生物相容性试验都是用这二种水凝胶膜进行的。
36.实施例5本实施例提供一种单向纳米孔脱水制备的蛋清水凝胶膜的表观特征与结构特性。
37.1.热性能图4所示结果为蛋清玻璃和二种蛋清水凝胶膜的热分析dsc图谱。参见附图4，是本发明提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110。可以观察到水溶的蛋清玻璃热分解温度为314.7 ℃，经过热处理成为蛋清水凝胶膜后其热分解温度都显著升高。从图中可以清楚地观察到由单向慢纳米孔脱水形成的蛋清玻璃从52.9℃开始吸热，其结构从无规卷曲向a-螺旋转变，到77.8℃达到最大值。而经过两种高温处理的蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110这个吸热过程，一直持续放热，蛋白结构中无规卷曲部分较少，部分a-螺旋结构直接开始向b-折叠转变。蛋清玻璃从77.8℃开始就放热，a-螺旋结构开始向b-折叠转变，至203.0℃达到放热顶峰，然后又开始吸热，到231.9℃为玻璃点转化温度。蛋清玻璃于296.5℃开始降解，到314.7℃就达到降解峰值。而二种蛋清水凝胶膜几乎没有蛋清玻璃那样显著的放热和吸热过程，可以观察到ewhm-100和ewhm-110最大降解峰值分别在318.7℃和320.1℃。说明蛋清玻璃经过热处理后蛋白中b-折叠结构显著增加，二者热稳定性显著高于蛋清玻璃。
38.2.红外光谱图5所示结果为蛋清玻璃和二种蛋清水凝胶膜的红外光谱。参见附图5，是本发明实施例提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110。从图5中可以观察到蛋清玻璃ewg的酰胺i带峰值在1633.4 cm-1
，酰胺ii带峰值在1536.5 cm-1
属于无规卷曲和部分a-螺旋的结构，当10 min隔水煮预处理以后，这个样品（ewhm）的二条带明显发生了位移，酰胺i和酰胺ii分别位移到1626.2 cm-1
和1527.3 cm-1
，同时小肩峰1516.3 cm-1
也可以观察到，这明显是无规卷曲和a-螺旋结构向b-折叠构造转变；当这种预热处理获得的蛋清塑料继续进行高温热处理，无论是100℃密闭烘60 min还是110℃密闭烘45 min，酰胺i带仍维持在1624.3 cm-1
位置，而酰胺ii带不仅都出现1527.3 cm-1
，而在ewhm出现的小肩峰信号变得更强1516.3 cm-1
，几乎为主峰。这些结果说明更高温度的热处理使更多的a-螺旋结构向b-折叠构造转变，从我们前面的拉伸实验结果也能证明这一点。
39.3.xrd图谱图6所示结果为蛋清玻璃和二种蛋清水凝胶膜的x-射线衍射图谱。参见附图6，是本发明提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110。从图6中x-射线衍射分析的结果可以明显地观察到水溶性良好的蛋清玻璃似乎在19.51
°
处有一个衍射峰，这与可溶性蛋白典型的非晶态结构衍射图谱即在5
°
至50
°
的2q散射角范围内存在一个宽阔峰的情况有点不同，
含有a-螺旋晶体的衍射特征，在2q散射角7.68
°
也出现了一个衍射峰，说明单向纳米孔脱水会有利于a-螺旋结构的形成，上面的红外分析结果也说明了这一点。当这种透明的几乎水溶的蛋清玻璃经过高温热处理后，其衍射图谱出现了明显的变化。经过100 ℃密闭烘60 min热处理后，一改蛋清玻璃易碎、水溶等的特点，成为了一种湿润状态下柔软、弹性和较强机械性能的蛋清水凝胶膜，主峰出现在21.04
°
，在29.08
°
和39.74
°
也出现了小的衍射峰；当上述热处理温度再提高到110 ℃密闭烘45 min时，第二种水凝胶膜ewhm-110的这些衍射峰明显增强，在30.51
°
、30.51
°
的衍射角出现，同时在39.74
°
还出现了一个小的衍射峰。其机械性能特别是拉伸性能也较ewhm-100更强，拉伸强度和伸长率分别高于5 mpa和110%伸长率。上述结果表明蛋清经过单向纳米孔脱水使蛋清蛋白分子能有序的排列，形成具有部分a-螺旋特征的晶体结构，但这种构造仍是水溶性的，只有当经过高温热处理后，使蛋白分子结构从a-螺旋向b-折叠结构转变，最终成为机械性能有重大提高的新材料—蛋清水凝胶膜的出现。
40.4.表观特性图7中扫描电镜照片放大倍数为
×
1000，标尺均为10 mm。在日立s-4700冷场发射扫描电镜（sem）下观察了二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110纵向断裂面。参见附图7，是本发明提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100（a）和ewhm-110（b）。观察结果如图所示，无论蛋清玻璃经过100℃密闭烘60 min还是110℃密闭烘45 min获得的两种蛋清水凝胶膜，其呈现的多孔网络结构比较相似，其孔径的大小大概分布在1 ~ 10 mm之间。所以，可以预计这种网络结构的蛋清水凝胶膜非常适合细胞的粘附、着生与增殖。
41.实施例6本实施例提供一种聚吡咯修饰的导电蛋清水凝胶膜的制备。
42.按实施例1～3通过单向纳米孔脱水和热处理制备的蛋清水凝胶膜/复合膜进行原位吡咯聚合反应。将蛋清水凝胶膜置于10 ml 混合水溶液（2%吡咯水溶液、0.02 m柠檬酸和0.02 m磺基水杨酸钠）中，磁力搅拌2 后再加入10 ml的1.0 m fecl3溶液，在-20 ℃下进行原位聚合反应过夜。反应后蛋清水凝胶膜样品用水和乙醇轮流彻底洗涤数次，主要去除未反应的吡咯单体，由此获得了原位聚合聚吡咯的蛋清-聚吡咯修饰水凝胶膜。这种聚吡咯修饰的呈深褐色的水凝胶膜/复合膜具有良好的导电性，在体内植入和可穿戴设备等领域具有潜在的应用前景。
43.实施例7本实施例提供一种单向纳米孔脱水制备的蛋清水凝胶膜的蛋白酶抗性。
44.五种蛋白酶均用pbs配制成浓度为500 u/ml水溶液，蛋清水凝胶膜样品加入后，中性蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶水溶液置于37℃以及碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶水溶液置于50 ℃恒温摇床中摇动（100 ~ 120 rpm）酶解12天，每天更换新鲜酶液，最后测定样品的残留量。参见附图8，是本发明提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110。实验结果表明，水溶性的蛋清玻璃分别经过100℃和110℃密封热烘60 min和 45 min后，都成为了不溶于水的二种蛋清水凝胶膜；总体来说，热处理温度越高，蛋清水凝胶膜对各种蛋白酶的抵抗力越强。但二种样品对各种酶抗性的差异是很大的，ewhm-110水凝胶膜酶解12天后胃蛋白
酶中几乎不降解，中性蛋白酶中降解也很少，而在胰蛋白酶和木瓜蛋白酶中分别酶解了58%和72%，而在碱性蛋白酶中降解最快，仅剩12%。其抵抗酶蛋白降解的能力顺序也为胃蛋白酶＞中性蛋白酶＞木瓜蛋白酶＞胰蛋白酶＞碱性蛋白酶。
45.实施例8本实施例提供一种单向纳米孔脱水制备的蛋清水凝胶膜的生物相容性。
46.通过小鼠成纤维细胞l929在两种蛋清水凝胶膜上粘附、着生与生长的情况，了解这种蛋清水凝胶的生物相容性特性。本实验采用cck-8方法分别在第1 ~ 5天内每天测定了二种蛋清水凝胶膜和对照组培养板上的细胞活力。参见附图9，是本发明实施例提供的蛋清玻璃(ewg)锡纸包裹后置于烘箱100 ℃和110 ℃分别热处理60 min和45 min所获得的二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110。整体上看，二个实验组abs
450
值与对照组很接近，l929细胞几乎都是呈线性增殖的趋势。二个样品组之间也没有明显的差异，细胞都在这二种不同温度热处理的蛋清水凝胶膜上粘附、着生与生长。可以观察到细胞着生在无蛋清膜的对照组培养板上第5天生长正常，细胞成梭形，两端细长，放大后能观察到细胞核，由于密度比较大，有些细胞无法着生而漂浮在培养液中成球形。而二种蛋清水凝胶膜中的l929细胞梭形清晰，细胞内核质也清晰可见，整个细胞饱满、立体感强，两端似乎扎根到蛋清膜内。
47.参见附图10，是本发明实施例提供的l929细胞在蛋清水凝胶膜上第5天生长与增殖图；图中，(a)未放置样品的对照组l929细胞生长状态; (b)和(c) 分别表示l929细胞在二种蛋清水凝胶膜ewhm-100和ewhm-110上生长状态; 图中标尺均为100 mm。参见l929细胞在蛋清水凝胶膜上的生长状态明显优于对照组（图10a和b）。但到第5天可以观察到二组样品的吸光度值约较对照组低5% ~ 8%，而从第5天细胞着生的状态观察几乎没有任何区别（图10 中a, b, c图）。实际上，这种差异有可能的对照组没有蛋清膜的关系，这种蛋清膜对染色时的活性染料有吸附作用，测定时这种染料可能不易洗涤出来，故引起吸光度值略偏低。
技术特征：1.一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：将蛋清或它的混合物溶液从容器顶部的加样孔中加入到模具中，所述模具以纳米孔滤膜为底部的容器，用密封盖将加样孔密闭；蛋清中的水分子经纳米孔滤膜向下单向脱水，在纳米孔滤膜的上表面得到蛋清生物玻璃；将蛋清生物玻璃在温度为100℃ ~ 150℃的条件下进行热处理，得到一种蛋清水凝胶膜/复合膜。2.根据权利要求1所述的一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的蛋清为家禽蛋清，选自鸡蛋清、鸭蛋清、鹅蛋清、鸽蛋清、鹌鹑蛋清。3.根据权利要求1所述的一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的混合物包括蛋白质、多糖、交联剂、塑化剂、药物、色素；按质量百分比，混合物的浓度为0.1～20 %。4.根据权利要求1所述的一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的热处理为将蛋清生物玻璃隔绝空气密封包裹，采用蒸、煮、高温烘或微波加热。5.按权利要求1制备方法得到的一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜。6.一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：将蛋清或它的混合物溶液从容器顶部的加样孔中加入到模具中，所述模具以纳米孔滤膜为容器的底部，用密封盖将加样孔密闭；蛋清中的水分子经纳米孔滤膜向下单向脱水，在纳米孔滤膜的上表面得到蛋清生物玻璃；将蛋清生物玻璃在温度为100℃ ~ 150℃的条件下进行热处理，得到一种蛋清水凝胶膜/复合膜；将得到的蛋清水凝胶膜/复合膜与吡咯在水溶液中进行聚合反应，得到一种聚吡咯修饰的导电蛋清水凝胶膜/复合膜。7.根据权利要求6所述的一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的蛋清为家禽蛋清，选自鸡蛋清、鸭蛋清、鹅蛋清、鸽蛋清、鹌鹑蛋清。8.根据权利要求6所述的一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的混合物包括蛋白质、多糖、酶、交联剂、塑化剂、药物、色素；按质量百分比，混合物的浓度为0.1～20 %。9.根据权利要求6所述的一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜的制备方法，其特征在于：所述的热处理为将蛋清生物玻璃隔绝空气密封包裹，采用蒸、煮、高温烘或微波加热。10.按权利要求6制备方法得到的一种基于单向纳米孔脱水的导电蛋清水凝胶膜/复合膜。
技术总结本发明涉及一种基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶膜/复合膜及制备方法。将蛋清或它的混合物溶液在以纳米孔滤膜为底部的容器内，通过向下单向纳米孔脱水得到透明、易碎、水溶性的蛋清生物玻璃，再经过热处理后，制成一种湿态透明、弹性、拉伸性能强的蛋清水凝胶膜/复合膜；其拉伸强度达5.8 MPa，断裂伸长90~110%，溶胀率60~130%；蛋清水凝胶膜/复合膜通过聚合反应制成聚吡咯修饰的蛋清水凝胶导电膜。在制备的蛋清水凝胶膜上，小鼠成纤细胞L929具有良好的着生与增殖。本发明提供的基于单向纳米孔脱水的蛋清水凝胶材料可广泛应用于医用生物材料、3D支架、仿生材料、药物投递与缓释、可穿戴电子设备等领域。电子设备等领域。电子设备等领域。
技术研发人员：张雨青 董璇 李际鑫 荆凤雅 张萌 钟志豪 王恒达 魏珍珍 赵书祥 翁瑜洁 卫正国 王海燕
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2022/7/5
