[发明专利]类节肢弹性蛋白黏附导电水凝胶及其制备和应用方法

说明书

一种类节肢弹性蛋白黏附导电水凝胶及其制备和应用方法，通过构建类节肢弹性蛋白基因(R4)x的表达载体，并将其导入表达宿主细胞中，经分离纯化和光化学处理后得到水凝胶。本发明以弹性效率最高的节肢弹性蛋白的基因重组蛋白为基质，提高了水凝胶的生物相容性和可降解性，通过修饰蛋白的石墨烯片层与类节肢弹性蛋白的高回复性(97％)的紧密交联，制备得到适用于制作应变传感器的水凝胶材料。

技术领域

本发明涉及的是一种生物柔性电子材料领域的技术，具体是一种类节肢弹性蛋白黏附导电水凝胶及其制备和应用方法。

背景技术

柔性电子元件与传统的刚性电子元件相比，在使用中具有极大的灵活性与延展性，是一种新兴的电子技术。一般的以有机高分子材料作为基质的柔性电子元件(例如聚酰亚胺，聚醚醚酮或透明导电聚酯)具有高韧性以及可加工性，但是生产条件严苛，生物相容性以及可降解性差，而蛋白基的柔性电子元件则不存在以上问题。基于蛋白水凝胶的柔性电子元件，以生产过程绿色环保、生物相容性好、可降解以及与生物组织相似的理化特性等受到许多研究者的青睐。其中，自粘附性的导电蛋白水凝胶在可穿戴健康检测设备中具有不可忽视的应用前景。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种类节肢弹性蛋白黏附导电水凝胶及其制备和应用方法，以弹性效率最高的节肢弹性蛋白的基因重组蛋白为基质，提高了水凝胶的生物相容性和可降解性，通过修饰蛋白的石墨烯片层与类节肢弹性蛋白的高回复性(97％)的紧密交联，制备得到适用于制作应变传感器的水凝胶材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种类节肢弹性蛋白水凝胶的制备方法，通过构建类节肢弹性蛋白的表达载体，并将其导入表达宿主细胞中，经重组蛋白表达、分离纯化、石墨烯偶联和光化学处理后得到水凝胶。

所述的类节肢弹性蛋白是指：由类节肢弹性蛋白保守肽段(氨基酸序列如SeqIDNo.1所示，即GGRPSDSYGAPGGGN)串联体构成的蛋白质。

上述类节肢弹性蛋白保守肽段的氨基酸序列来源于文献Ardell D H，Andersen SO.Insect biochemistry and molecular biology，2001，31(10)：965-970。

所述的表达载体是指：n个所述类节肢弹性蛋白保守肽段串联体的表达质粒载体，其中n为4-128中的任意整数。

所述的构建是指：将类节肢弹性蛋白保守肽段四联体重组表达质粒pET19b-R4分别进行限制性内切酶PvuI-NheI和PvuI-SpeI双酶切，所得到的两个含有类丝节肢弹性蛋白基因的片段，借助连接酶进行连接，得到长度括增至两倍的类节肢弹性蛋白保守肽段八联体重组表达质粒。以得到的八联体重组表达质粒作为供体质粒，分别用PvuI-NheI和PvuI-SpeI双酶切回收含有类丝节肢弹性蛋白基因片段，再借助连接酶进行连接，即可得到长度为十六联体重组表达质粒。同理，以表达m1和m2个类节肢弹性蛋白保守肽段四联体的重组表达质粒作为供体，分别用PvuI-NheI和PvuI-SpeI双酶切回收含有类丝节肢弹性蛋白基因片段，再借助连接酶进行连接，即可得到长度为m1+m2个类节肢弹性蛋白保守肽段四联体重组表达质粒，这里的m1和m2可以是1-16之间的任意一个正整数。

所述的类节肢弹性蛋白保守肽段四联体重组表达质粒pET19b-R4来自文献Huanget al.,ACS Biomaterials ScienceEngineering,2017,3,1576-1585。

所述的连接酶为T4 DNA连接酶。

所述的重组蛋白表达是指：将编码若干个类节肢弹性蛋白保守肽段串联体的类节肢弹性蛋白表达质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)(购自天根生化科技有限公司)，对重组菌进行培养，并用异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导类节肢弹性蛋白的表达。