[发明专利]一种结构增强的生物活体传感材料及其制备方法

权利要求书

1.一种结构增强的生物活体传感材料，其特征在于：包括结构增强部分、生物传感部分；所述结构增强部分为静电纺丝3D打印技术制备的纳微米纤维支架，生物传感部分为负载有工程菌株的颗粒凝胶；利用水凝胶将颗粒凝胶固定于纳微米纤维支架中，通过水凝胶的聚合使其成为一个整体。

2.如权利要求1所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)制备用于静电纺丝3D打印所需的溶液或熔融体，并进行静电纺丝3D打印，形成纳微米纤维支架；

(2)制备颗粒凝胶所需的前体溶液和工程菌液，构建颗粒凝胶并对工程菌株进行负载；

(3)制备水凝胶前驱体溶液，将其与负载工程菌株的颗粒凝胶混合，并填充至纳微米纤维支架中，在聚合的条件下得到生物活体传感材料。

3.根据权利要求2所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶液或熔融体为聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、壳聚糖、丝素蛋白、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚苯乙烯高分子材料中的一种或几种的材料混合物；或者为所述一种或几种的材料与二氧化硅、羟基磷灰石纳米粒子的混合物。

4.根据权利要求2所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述静电纺丝3D打印为将所需的溶液或熔融体在强电场中进行纺丝并3D打印，将获得的微米或者纳米纤维逐层堆砌，形成可以填充颗粒凝胶和水凝胶材料的纳微米纤维支架。

5.根据权利要求2所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述制备颗粒凝胶所需的前体溶液为天然高分子溶液，明胶、海藻酸钠、透明质酸、纤维素及其衍生物中的一种或几种；或者为合成高分子溶液，丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种；或者为所述天然高分子溶液与合成高分子溶液的混合溶液。

6.根据权利要求2所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述构建颗粒凝胶并对工程菌株进行负载为球形、正方体形、长方体形等有规则或无规形状的水颗粒对一种或多种工程菌株进行固定化。

7.根据权利要求2所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述水凝胶前驱体溶液为可固化形成生物相容性水凝胶块体的溶液为天然高分子溶液，明胶、海藻酸钠、透明质酸、纤维素及其衍生物中的一种或几种；或者为合成高分子溶液，丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种；或者为所述天然高分子溶液与合成高分子溶液的混合溶液；前驱体溶液与负载工程菌株的颗粒凝胶混合后，填充在纳微米纤维支架中并聚合形成一个整体材料。

8.根据权利要求7所述的结构增强的生物活体传感材料的制备方法，其特征在于：所述固化形成生物相容性水凝胶块体的固化方法为化学交联、或物理交联或者化学物理双交联。