[发明专利]一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊及其制备方法

权利要求书

1.一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊，其特征是：所述胶体体微胶囊为具有一层或一层以上二氧化硅纳米粒子经硅烷水解粘结形成的壳壁结构并包封生物酶的球形核-壳结构微胶囊。

2.根据权利要求1所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊，其特征在于，所述硅烷是指以正硅酸乙酯或正硅酸甲酯为原料与醋酸酐缩聚反应形成的超支化硅烷。

3.根据权利要求1所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊，其特征在于，所述生物酶为漆酶、脂肪酶或蛋白酶；所述的生物酶分散于缓冲溶液中，生物酶的浓度范围为0.5～50mg/mL；所述缓冲溶液为磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液、磷酸氢二钠–磷酸二氢钠缓冲溶液或Tris-盐酸缓冲溶液，所述缓冲溶液的pH值为2～10。

4.根据权利要求1所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊，其特征在于，所述胶体体微胶囊粒径分布介于0.5～2μm；所述胶体体微胶囊壳壁具有半通透性，其半通透性与胶体体微胶囊壳壁的厚度相关。

5.如权利要求1～4中任一项所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征是包括以下步骤：

A）将有机硅源溶于醇溶液中，控制溶液pH值为8～12；

B）在上述步骤A)所得溶液中加入改性剂，并继续搅拌，得到含有改性纳米二氧化硅粒子的醇分散液；

C）将所述含改性纳米二氧化硅粒子的醇分散液，在室温条件下离心处理，移除上层清液后，对沉淀二氧化硅进行溶剂交换处理；重复离心处理并移除上层清液后进行溶剂交换处理的操作3～5次，最终将沉淀的改性二氧化硅分散于有机溶剂中，配制成浓度为1～10wt%的改性二氧化硅纳米粒子有机溶剂待用液；

D）将所述改性二氧化硅纳米粒子有机溶剂待用液与含生物酶的缓冲溶液混合，两者质量比为5～15:1，经超声乳化制备得改性二氧化硅纳米粒子稳定的油包水乳浊液；

E）向所述乳浊液中，加入硅烷，加入量与改性二氧化硅纳米粒子有机溶剂待用液的质量比为1:50～100，室温下搅拌水解24～120h，即得到分散于有机溶剂的包封生物酶的全硅胶体体微胶囊。

6.根据权利要求5所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤A）中：有机硅源与醇溶液质量比为1:10～100；有机硅源溶于醇溶液时，在室温下搅拌3～48h；所述的有机硅源为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述的醇为甲醇或乙醇；控制溶液pH值采用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液或氨水。

7.根据权利要求5所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤B）中：所述改性剂的分子式为C_nH_2n-Si(OC_mH_2m+1)₃，其中n为5～18，m为1～4；所述改性剂加入量与有机硅源间质量比为1:50～100；所述继续搅拌的时间为24～120h。

8.根据权利要求5所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤C）中：所述离心处理时间为15～60min，离心转述为5000～13000rpm。

9.根据权利要求5所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征在于，所述的溶剂交换处理是指实现改性二氧化硅纳米粒子分散体系由醇溶液完全交换为有机溶剂的过程：首先，将离心沉淀的改性二氧化硅纳米粒子首先分散于醇与有机溶剂体积比为7:3的混合溶液中至肉眼观测无大颗粒团聚物存在后，离心处理并移除上层清液；其次，将上述离心沉淀的改性二氧化硅纳米粒子分散于醇与有机溶剂体积比为3:7的混合溶液中至肉眼观测无大颗粒团聚物存在后，离心处理并移除上层清液；再次，将离心沉淀的改性二氧化硅纳米粒子完全置换分散于有机溶剂中至肉眼观测无大颗粒团聚物存在后，离心处理并移除上层清液；最后，将改性二氧化硅纳米粒子完全置换分散于有机溶剂中至肉眼观测无大颗粒团聚物，形成改性二氧化硅纳米粒子有机溶剂待用液；所述有机溶剂为四氯化碳、四氢呋喃、甲苯、苯、二氯甲烷、氯仿或乙酸乙酯。

10.根据权利要求5所述的一种包封生物酶的全硅胶体体微胶囊的制备方法，其特征在于，进一步地，将所述步骤E）得到的包封生物酶的全硅胶体体微胶囊进行抽滤处理或离心处理；

所述抽滤处理是将所述步骤E）得到的包封生物酶的全硅胶体体微胶囊有机溶剂分散体系，室温下抽滤处理，收集沉积于滤膜上包封生物酶的全硅胶体体，并分散于有机溶剂中；如此重复3～5次抽滤和分散，以去除未被包封的生物酶；

所述离心处理是将所述步骤E）得到的包封生物酶的全硅胶体体微胶囊有机溶剂分散体系，在3000～5000rpm转速下离心5～30min，取沉淀的包封生物酶的全硅胶体体微胶囊再次分散于有机溶剂；如此重复离心和分散3～5次，以去除未被包封的生物酶。