本发明属于生物材料，具体涉及一种共价键诱导的谷蛋白-果胶水凝胶的及其制备方法。
背景技术：
1、果胶(pectin)是一种结构复杂、功能多样的天然植物多糖，是植物中常见的可溶性膳食纤维，也是植物细胞壁的主要组成成分。果胶根据酯化度不同被分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。果胶凝胶具有广泛的应用，但存在一些固有的缺陷，例如，高甲氧基果胶需要在高糖高酸的条件下形成凝胶，这在一定程度上限制了高甲氧基果胶在中性和碱性环境下的应用。除此之外，物理交联的果胶水凝胶强度低，响应性弱。
2、巯基改性聚合物因其多功能性受到了广泛的眼球。由于它们的巯基基团，这些聚合物一方面可以与富含半胱氨酸的蛋白质形成二硫键，从而与许多生物牢固黏附。另一方面，这些巯基也有利于在它们自己的结构内通过二硫键交联形成稳定的三维亲水网络。高甲氧基果胶可以在edc/nhs存在的条件下通过酰胺键连接l-半胱氨酸引入自由巯基。
3、麦谷蛋白(glutenin)，是一种非均质大分子聚合体，由多肽链通过分子间二硫键连接而成。因为谷蛋白具有较多的二硫键，因此还原谷蛋白的二硫键，通过共价键诱导谷蛋白-巯基化果胶水凝胶的形成，以改善果胶凝胶的强度及提高凝胶的响应性。
技术实现思路
1、本发明提供的目的在于提供一种共价键诱导的谷蛋白-果胶水凝胶的制备方法；其中，将谷蛋白进行还原处理后，获得还原后的谷蛋白溶液；再与巯基化果胶溶液充分混合至均匀；然后，在弱碱性缓冲液中进行透析，获得谷蛋白-果胶水凝胶。
2、具体而言：所述制备方法包括：将巯基修饰到果胶上，得到巯基化果胶；将谷蛋白还原，获得带有更多游离巯基的谷蛋白；将巯基化果胶与还原后的谷蛋白混合均匀，在透析作用下，巯基化果胶与谷蛋白通过二硫键交联形成水凝胶。原理如图1所示。
3、本发明制备方法简单、操作时间短、无需氧化剂，得到的水凝胶增强果胶凝胶的压缩性能，增强了响应性。
4、其中，所述巯基化果胶制备方法如下：
5、将果胶粉溶于水中，使其充分吸水；然后调节ph值至4～4.5，加入edc和nhs，使其最终浓度为0.05m(mol/l)；再加入l-半胱氨酸，ph值调至5～6进行反应；
6、其中，所述l-半胱氨酸与果胶的质量比为1～5：1；
7、优选的，所述反应采用两步调节；加入l-半胱氨酸后，先将ph值调节至5.0，避光搅拌3h左右；然后再调节至6.0，搅拌30min左右，完成反应。
8、反应结束后，采用避光透析。并冷冻干燥，即可获得巯基化果胶。
9、所述巯基化果胶优选采用以下方式制得：
10、1)果胶粉末溶于去离子水，得到1％(w/v)的果胶溶液，过夜搅拌保证充分吸水。
11、2)1m naoh调果胶溶液ph＝4.5，加入edc和nhs，使其最终浓度为0.05m，混合搅拌15min。
12、3)以l-半胱氨酸与果胶质量比为1：1～5：1的比例加入l-半胱氨酸，ph调至5.0，避光搅拌3h。
13、4)ph调至6.0，搅拌30min完成反应，避光透析40h，冷冻干燥，得到巯基化果胶。
14、优选的，l-半胱氨酸与果胶的质量比为3：1。
15、其中，所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基比为9：1～4：6；
16、优选的：所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基的比例不同时，其获得的水凝胶会出现不同的性能状态，优选所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基比为4～5:5～6时，水凝胶的结构致密，水凝胶力学性能强；水凝胶的流变学性能非常优异；尤其是当比例为4:6时，综合性能最强。
17、优选的，所述巯基化果胶溶液的浓度为6.0～90mg/ml；在实际应用中，基于巯基比进行计算，调整溶液浓度。
18、其中，所述还原后的谷蛋白溶液采用如下方法制得：采用dtt、β-巯基乙醇、na2so3或nahso3任意一种还原剂对谷蛋白进行还原处理；
19、优选的，所述还原剂的浓度为0.05m～0.5m。
20、其中，所述还原处理的温度为40～60℃，时间为1～3h。
21、其中，所述缓冲液为pbs缓冲液，ph值为7.0～8.0。
22、优选的，所述透析的透析袋的分子量为10～100kd；
23、优选的，所述透析的时间为40min～2h，透析1～2次，透析的温度为20～30℃。
24、本发明提供一种优选方案，所述谷蛋白-果胶水凝胶采用如下方法制得：
25、1)将谷蛋白溶于浓度为0.05m～0.5m还原剂溶液中，在温度为40～60℃的条件下，还原处理1～3h，获得还原后的谷蛋白溶液；
26、2)将还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液充分混合至均匀；其中，所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基比为4～5:5～6；
27、3)然后在ph值为7.0～8.0的缓冲液中进行透析，获得谷蛋白-果胶水凝胶。
28、本发明提供又一种优选方案，所述谷蛋白-果胶水凝胶采用如下方法制得：
29、1)将果胶粉溶于水中，使其充分吸水；然后调节ph值至4～4.5，加入edc和nhs，使其最终浓度为0.05m；再加入l-半胱氨酸，先将ph值调节至5.0，避光搅拌3h左右；然后再调节至6.0，搅拌30min左右，完成反应，获得巯基化果胶；
30、其中，所述l-半胱氨酸与果胶的质量比为3：1；
31、2)将谷蛋白溶于浓度为0.05m～0.5m还原剂溶液中，在温度为40～60℃的条件下，还原处理1～3h，获得还原后的谷蛋白溶液；
32、3)将步骤1)获得巯基化果胶制成溶液，与还原后的谷蛋白溶液充分混合至均匀；其中，所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基比为4:6；
33、4)然后在ph值为7.0～8.0的缓冲液中进行透析，获得谷蛋白-果胶水凝胶。
34、本发明的又一目的在于，提供上述任一制备方法制得的谷蛋白-果胶水凝胶。
35、本发明获得的谷蛋白-果胶水凝胶在储存过程中，极易保存，方便应用。在实际的应用过程中，需将水凝胶进行解离。所述解离通过还原剂破坏二硫键实现凝胶解离；
36、其中，所述还原剂选自dtt、还原型谷胱甘肽、β-巯基乙醇中的一种。
37、优选的，还原剂浓度为50～100mm。
38、本发明的第三个目的在于提供上述谷蛋白-果胶水凝胶制备药物释放载体和细胞支架中的应用。
39、本发明提供一种共价键诱导谷蛋白-果胶水凝胶的制备及解离方法，通过对果胶进行巯基化改性使其引入自由巯基，同时对谷蛋白进行还原，暴露出游离的巯基。通过在巯基化果胶溶液中加入还原后的谷蛋白溶液，透析除去溶液中的还原剂，使巯基化果胶分子可以与谷蛋白通过二硫键交联形成水凝胶。使用还原剂破坏水凝胶中的二硫键，所制备水凝胶具有可逆调控的能力，可以实现活性物质的缓慢释放。较目前的果胶凝胶，本发明利用蛋白质及果胶在温和条件下制备的凝胶，扩大了果胶凝胶在中性及碱性条件中的应用，具有良好生物兼容性和响应性。
1.一种共价键诱导的谷蛋白-果胶水凝胶的制备方法，其特征在于，将谷蛋白进行还原处理后，获得还原后的谷蛋白溶液；再与巯基化果胶溶液充分混合至均匀；然后，在弱碱性缓冲液中进行透析，获得谷蛋白-果胶水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原后的谷蛋白溶液与巯基化果胶溶液中的游离巯基比为9：1～4：6；优选的：4～5:5～6。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述还原后的谷蛋白溶液采用如下方法制得：采用dtt、β-巯基乙醇、na2so3或nahso3任意一种还原剂对谷蛋白进行还原处理；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原处理的温度为40～60℃，时间为1～3h。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述巯基化果胶采用如下方法制得：
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲液为pbs缓冲液，ph值为7.0～8.0。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述透析的透析袋的分子量为10～100kd；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制得的谷蛋白-果胶水凝胶。
10.根据权利要求9所述的谷蛋白-果胶水凝胶制备药物释放载体和细胞支架中的应用；
