溶胶2凝胶法及其在生物材料方面的应用-Eduwest.PDF

·26 · 化学通报　1998 年 第 12 期 溶胶凝胶法及其在生物材料方面的应用 符连社　张洪杰 　邵　华　孟庆国　倪嘉缵 ( 中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室　130022) 关键词　溶胶凝胶法　生物材料　应用 摘要　描述了溶胶凝胶法的基本过程及其基质特点, 对酶及其它蛋白质掺杂于溶胶凝胶基质中 进行了评述, 并预测了将来的发展趋势。 溶胶凝胶( ) 法以其温和的反应条件, 为生物分子掺杂于无机基质中提供了前提。早在 So l Gel 十多年前, 人们已经认识到利用 法可以将有机分子掺杂于无机基质中, 且保持掺杂物的物 So l Gel [ 1 ] 理性质和化学性质不变 。但对于生物分子而言, 由于受传统观念的束缚, 认为醇盐的高反应活性 可能改变蛋白质的表面、凝胶的收缩也会对蛋白质产生一定的压力和掺杂的酶以一定方向取向后 可能影响其活性等, 所以, 利用 法将蛋白质等生物分子掺杂于无机基质这一领域发展一直 So l Gel [2 ] ( ) 比较缓慢。直到 1990 年才由以色列 等 报道了利用 法将碱性磷酸酶 引入无 B raun So l Gel A L P 机 SiO 2 基质中, 并制取了具有一定生物活性的材料。这一开创性的工作, 为生物分子掺杂于 So l Gel 基质中带来了光明的前景。这一既富有理论研究意义又极具应用潜力的方向, 是生物学、材料 学及分析化学竞相研究的热点。以色列、美国、德国、日本和法国等国家相继投入这一研究。经过几 [3 ] 年的努力, 这一领域已取得了一定的进展, 许多酶和其它蛋白质被引入 SiO 2 基质中 , 并保持了一 定的活性和热稳定性, 同时制出了以光度或电化学为检测器的生物传感器[4, 5 ] 。本文拟从 So l Gel 法的基本过程及其基质特点、 法生物活性材料的制备方法及生物传感器的检测手段和生物 So l Gel 活性物质如酶、其它蛋白质和免疫球蛋白( IG ) 等生物活性物质掺杂于无机及无机有机杂化基质中 的应用等方面加以评述, 并对将来的发展趋势作了预测。 1　 - 法的基本过程及其基质特点 Sol Gel ( ) ( ) 法一般是金属或半金属醇盐在水、互溶剂 通常为醇 及催化剂 酸或碱 存在下, 发生 So l Gel 水解和缩聚反应, 释放出水和相应的醇, 形成三维氧化物网络, 得到凝胶, 凝胶经过陈化、室温干燥 得到固凝胶。另外, 在溶胶胶凝前, 还可根据需要制备薄膜和纤维。在 过程中, 醇盐的性质、