一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备及应用

技术特征：
1.一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，步骤如下：(1)胶液配制：将生物高分子分次加入去离子水中，在50-80℃下搅拌1-4h使其充分溶解，形成均一透明溶液，即得到生物高分子胶液；(2)胶液功能化：在步骤(1)中得到的胶液中加入功能性物质，在50-90℃下搅拌0.5-2h，使其混合均匀作为胶液；(3)胶液冷冻定形：用一次性滴管将胶液加入模具中，密封后将模具置入-40-4℃低温冰箱中冷冻6-24h，直至胶液形成固体，得到胶液功能化的冷冻固体；(4)固化液配制：将金属盐及水溶性染料加入蒸馏水，25℃下搅拌10-60min使其充分溶解，即得到有色金属阳离子溶液；(5)交联固化：将步骤(3)中的冷冻固体从模具中取出，加至步骤(4)中的金属阳离子溶液中，交联固化5-30min，待其表面固化后拿出，即可得到低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶；(6)高温灭菌包装：将步骤(5)中的凝胶置于高压灭菌锅中115℃灭菌10-20min，再采用自动包装机进行无菌真空热封包装，即可得到高温灭菌包装后的低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶产品。2.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述的生物高分子为海藻酸钠、瓜尔胶、k-卡拉胶、仙草多糖中的任意一种或其混合物。3.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：各个组分的百分比为：生物高分子：1-5w/v％，金属盐：1-10w/v％，水溶性染料：0.1-0.2w/v％，功能性物质：0.1-0.2w/v％，去离子水：84.6-97.8w/v％。4.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述功能性物质为催化剂、吸附剂、生物药物分子、细菌细胞和可显影物质中的任意一种或其混合物，具体为pd催化剂、硅藻土、糖皮质激素、耐高温乳酸杆菌、纳米银分子中的任意一种或其混合物。5.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述模具可根据凝胶的用途进行相应的处理和选择，模具材质为金属、塑料、雪弗板、硅胶、亚克力板中的任意一种，模具尺寸为1μm-1m。6.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述模具形状为球形、方块形、圆片状心形、星形、各种卡通形状、条状、膜状、纤维状且一套模具上有5-100个单一或混合图形，尺寸大小为1μm-0.5m。7.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述的金属阳离子交联剂为含有ca
2
、cu
2
、ba
2
和fe
3
的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、乳酸盐中的任意一种或其混合物。8.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：所述的水溶性染料为花青素、水溶性褐色素、姜黄素、紫胶红、甜菜红、红花黄、茶黄色素、胡萝卜素、藻蓝素中的任意一种或其混合物。9.根据权利要求1所述的一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法，其特征在于：采用低温冷冻法，通过使用模具，使胶液形成不同尺度、形态的冷冻固体，进而与
金属阳离子交联形成尺度、形态可控，颜色可调的凝胶。10.一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的应用，其特征在于：在催化剂、药物载体、吸附剂、栓塞剂、缓释剂、装饰品、食品、玩具领域的应用。

技术总结
本发明涉及一种低温冷冻多尺度多形态生物基多彩凝胶的制备方法及应用。本发明的制备方法包括以下步骤：(1)胶液配制；(2)胶液功能化；(3)胶液冷冻定形；(4)固化液配制；(5)交联固化；(6)高温灭菌包装。本发明首次采用低温冷冻法将生物高分子注入多种模型中冷冻定型，再放入金属阳离子溶液中交联固化，解决了凝胶交联前后难定型、力学性能弱和网络结构不均一的问题，制备的生物凝胶形状、尺寸可控，颜色可调，且无有机溶剂的使用，产品安全可靠、可规模化生产，适用于快速制备各种形态、各种规格、各种类型凝胶，可用于催化剂、药物载体、吸附剂、栓塞剂、缓释剂、装饰品、食品、玩具领域。玩具领域。


技术研发人员：张青松 田晓靖 李安安 宋金芝 潘丽华 苑新文 周晓琳 高宇 陈浩 刘鹏飞
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/11/11