CN102660049A - 一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，是一种倒置培养法制备方法，发明内容包括菌种的活化、接入，温致可逆变色微胶囊的制备，细菌纤维素膜的培养及后处理，在配制培养基的步骤加入温致可逆变色微胶囊。通过倒置培养法制备含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜。本发明制备过程简单、操作方便、技术可控、无污染、成本低；得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜能在35～42℃对温度变化做出灵敏的颜色反应，并且反应可逆，结合细菌纤维素本身的复水能力实现了温致可逆变色细菌纤维素复合膜的可重复使用。其与皮肤的生物相容性好，含水率高、保水性好、透气性好。

Description

一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法及其装置，特别是涉及一种倒置培养法制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法及其装置。

背景技术

发热是由于发热激活物作用于机体，进而导致内生致热原(EP)的产生并入脑作用于体温调节中枢，更进而导致发热中枢介质的释放继而引起调定点的改变，最终引起发热。发热激活物无论是来自体外的外置热源，还是来自体内，均可引起组织代谢增强，消化功能失调，肌肉酸痛，头痛甚至中枢神经系统功能紊乱，有时出现意识不清，昏迷等。

目前常用的退烧解热的方法主要有物理降温法和药物降温法。药物降温法主要是靠服用解热镇痛药物使人体降温，但是药物降温法往往有一定的副作用，而且对于一些对药物敏感的人群，如孕妇、婴儿、哺乳期妇女等来说，使用药物祛热往往存在较大风险，因此不提倡。目前市面上主流的物理降温法有传统的冰袋敷贴降温、酒精擦身降温以及较为先进的降温贴降温。对于传统的降温方法，往往存在着使用不便的缺点。细菌纤维素基降温贴降温效果显著，持续时间长，使用携带方便并且在温水中复水后可以重复循环使用；此外，利用细菌纤维素自身的吸附力，可以将大量的水以及少量的清凉剂负载于其上，从而达到物理降温与清凉剂降温的双重效果，从而受到广大消费者的欢迎。但是目前市面上所有的降温贴都只具有降温的功能，并不能对体温的变化给出直观的指示，在使用时仍存在极大的不便。

因此利用绿色无污染的可再生细菌纤维素资源，制备一种可以对体温变化做出灵敏指示的降温贴型产品具有极大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，特别是提供一种倒置培养法制备可对人体体表温度变化做出灵敏、准确颜色反应的温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法。本发明制备过程简单易行、培养过程温和可控、无污染、成本低，得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜生物相容性好，与皮肤接触无不良反应，通过细菌纤维素与温致可逆变色微胶囊的复合，实对体温变化的直观指示。使用后，将温致可逆变色细菌纤维素复合膜放入冷水中降温复水，温致可逆变色细菌纤维素复合膜的颜色即可恢复，实现了对体温的可逆指示与温致可逆变色细菌纤维素复合膜的重复循环使用。

具体做法是将以明胶和阿拉伯胶为壁材，以胆甾烯基油烯基碳酸酯、胆甾烯基月桂酸酯、胆甾烯基氯复配体系作芯材的温致可逆变色微胶囊添加到细菌纤维素发酵培养基中，在这样的发酵培养基中培养得到的细菌纤维素膜能够将温致可逆变色微胶囊包覆，通过适当的分散手段，可以避免温致可逆变色微胶囊在细菌纤维素膜内部的团聚，从而在不破坏细菌纤维素膜内部的三维结构的前提下使温致可逆变色微胶囊进入细菌纤维素膜内部，随后将其浸泡在含有薄荷脑和/或冰片的明胶溶液中吸附薄荷脑和/或冰片，最后经过脱水、包装和灭菌，即可得到具有指示体温功能的温致可逆变色细菌纤维素复合膜。由于所述的温致可逆变色微胶囊比重大于培养基的比重，因此使用一种特殊的方法来培养细菌纤维素——倒置培养法。

本发明的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，包括配制种子培养基、温致可逆变色微胶囊的制备、配制发酵培养基、菌种活化、菌种接入、培养及后处理步骤，所述的配制发酵培养基步骤中加入以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊；生物培养过程按照细菌纤维素膜的生物培养过程，细菌纤维素膜的培养参照博士论文“细菌纤维素/碳纳米管复合材料的制备及结构性能研究”和硕士论文“新型医学生物材料——细菌纤维素的制备与表征”中的细菌纤维素膜的生物培养，或者参考文章“Synthesis ofcellulose by acetobacter xylinum”，“In situ modification of bacterial cellulose network structure byadding interfering substances during fermentation”和“Nano-biomaterials application：In situmodification of bacterial cellulose structure by adding HPMC during fermentation”中的细菌纤维素膜的生物培养；以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊的制备方法参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”和文章“胆甾型液晶用于体温的精密测量”。

所述的培养是将培养容器倒置后进行培养，培养容器倒置于氧气室之上，培养容器与氧气室之间用透氧材料膜分隔开，并且密封容器与氧气室接缝处。由于温致可逆变色微胶囊的比重比发酵培养基的大，静置之后温致可逆变色微胶囊会沉积在发酵培养基与硅胶交界处。在30℃下对细菌纤维素进行静态培养7～14天。由于采用的菌种是好氧细菌，因此细菌纤维素膜必定是在培养基溶液与氧气接触的界面生成。在气液界面，细菌的分泌终端不断分泌出细菌纤维素细丝，细丝聚集丝束，丝束聚集成若干絮状丝束团。随着丝束团的叠加最终在气液表面形成细菌纤维素膜。丝束团在生成、聚集、叠加的同时会吸附温致可逆变色微胶囊，使得其均匀分布于细菌纤维素膜中。利用本方法制备的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜能使得温致可逆变色微胶囊主要分布在细菌纤维素膜的内部，因此在受到外力作用时不易脱落，从而使得含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜的温致可逆变色功能更持久。

菌种活化的步骤为将接种环在酒精灯上烧热，反复几次，然后将接种环伸入试管内斜面，钩取菌种1环后接入装有种子培养基的锥形瓶中进行菌种活化。

菌种是指木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌或椰毒假单胞菌。

菌种接入的步骤为用移液管从种子培养基中取出菌种接入配制好的发酵培养基中，菌种移植过程中须靠近酒精灯。

发酵培养基除了基本成分外，还需加入以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊。

所述的后处理是指经过1～2周的静态培养之后，将生成的含有温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养基中取出，将其浸泡在4.0～5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基，随后在36～50℃时将其在含冰片和/或薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2～3h，其中冰片和/或薄荷脑的质量占明胶水溶液质量的1.0～10.0wt％，当明胶溶液中同时含冰片和薄荷脑时二者质量比为1∶1。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊，阿拉伯胶与明胶的质量比为1∶1，芯材是胆甾型液晶烯基油烯基碳酸酯、胆甾烯基月桂酸酯、胆甾烯基氯的复配体系，三者质量比为75.7∶6.6∶17.7。所述的微胶囊的粒径为500～1000nm；所述的微胶囊的质量占发酵培养基总质量的1.0～6.0wt％。

如上所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的发酵培养基中还可加入吐温80作为分散剂，分散剂的质量与所加入的温致可逆变色微胶囊的质量比为1.5～2.0∶1；吐温80即聚氧乙烯脱水山梨醇油酸酯，酯键与微胶囊壁材的羟基之间会形成氢键，从而使吐温80吸附在微胶囊壁材表面，由于吐温80分子体积很大，其空间位阻效应明显，因此使得温致可逆变色微胶囊稳定分散。

如上所述制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的培养为倒置培养，即是将培养容器倒置后进行培养。将培养容器倒置于密闭氧气室之上，氧气室与培养容器之间用透氧硅胶膜分隔开，并且用石蜡密封容器与密闭氧气室接缝处。静置1h之后开始向氧气室中通入氧气，进行7～14天的静置培养。

如上所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的培养采用可控的主动供氧方式，所述的可控的主动供氧是指通过外部动力系统向氧气室里供氧。

如上所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的密封培养容器与氧气室接缝的材料为石蜡或硅油。

如上所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，所述的透氧材料膜为硅胶膜。

本发明还提供了一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法所采用的装置，所述的装置主要由底座和培养容器构成，所述的底座是上部有一台阶的敞口的容器，所述的培养容器倒置在所述底座的台阶上，所述的底座与所述的培养容器之间用透氧材料膜隔开，所述的透氧材料膜和所述的底座下部形成密闭的氧气室；所述的底座下部开有出气孔和进气孔。

如上所述的装置，所述的底座与所述的培养容器接缝处用密封材料密封。密封材料通常选择为石蜡或硅油。

如上所述的装置，所述的进气孔连接进气管，所述进气管接通外部动力系统的供氧管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过采用倒置培养的方式将细菌纤维素膜与温致可逆变色微胶囊结合到一起，得到具有温致可逆变色功能的温致可逆变色细菌纤维素复合膜，操作简单、周期短、成本低。

(2)本发明制备的细菌纤维素温致可逆变色细菌纤维素复合膜能在35～42℃对人体温度变化做出灵敏的颜色变化反应，并且反应可逆，结合细菌纤维素本身的复水能力实现了温致可逆变色细菌纤维素复合膜的可重复使用。

(3)本发明制备得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜与皮肤的生物相容性好，含水率高、保水性好、韧性强、透气性好。具有冷敷理疗，物理降温，缓解疼痛等作用，使用方便、安全。

附图说明

附图是倒置培养装置示意图

其中1是培养容器，2是温致可逆变色微胶囊，3是透氧材料膜，4是底座，5是出气孔，6是密封材料，7是氧气室，8是进气孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如附图所示，本发明的一种制备功能纳米颗粒/细菌纤维素复合膜的装置，所述的装置主要由底座4和培养容器1构成，所述的底座4是上部有一台阶的敞口的容器，所述的培养容器1倒置在所述底座的台阶上，所述的底座4与所述的培养容器1之间用透氧材料膜3隔开，所述的透氧材料膜3和所述的底座4下部形成密闭的氧气室7；所述的底座4下部开有出气孔5和进气孔8。

所述的底座与所述的培养容器接缝处用密封材料6密封。密封材料6通常选择为石蜡或硅油。

所述的进气孔8连接进气管，所述进气管接通外部动力系统的供氧管。

温致可逆变色微胶囊2和发酵培养基置于倒置的培养容器1中，由于重力作用，温致可逆变色微胶囊2沉降在透氧材料膜3上，通过氧气室7的不断供氧，细菌纤维素膜逐渐形成，温致可逆变色微胶囊2就能比较均匀地被包容在细菌纤维素膜中。

实施例1

1.配制种子培养基，用于将产醋杆菌活化。种子培养基的成分为：葡萄糖7.0w/v％，蛋白胨0.6w/v％，一水合柠檬酸0.3w/v％，磷酸二氢钾0.2w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.3w/v％，酵母浸膏0.5w/v％。控制种子培养基的pH值为7.0，并在121℃下高温灭菌30min。

2.取出保存于冷冻室中的产醋杆菌。将接种环在酒精灯上烧热，将接种环伸入试管内斜面，钩取菌种一环后接入装有如步骤1中所述的种子培养基的锥形瓶中。将接入菌种的锥形瓶用纱布封口，放入摇床中在30℃下进行活化24h，摇床转速160rpm。

3.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”，制备温致可逆变色微胶囊。

4.在培养容器中配制含有温致可逆变色微胶囊的发酵培养基，用于培养含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜。发酵培养基的成分为：葡萄糖7.0w/v％，蛋白胨0.6w/v％，一水合柠檬酸0.3w/v％，磷酸二氢钾0.3w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.4w/v％，酵母浸膏0.6w/v％，温致可逆变色微胶囊1.0wt％，粒径为500～700nm。机械搅拌300r/min搅拌1h。控制发酵培养基的pH值为7.0，并在121℃下高温灭菌30min。

5.将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与氧气室的接缝密封，静置1h。然后向氧气室中通入氧气，在30℃下进行14天的静态培养。

6.经过如步骤5的培养之后，将含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在36℃时将其在含冰片的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片质量占明胶水溶液质量的1.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

7.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的3％。

实施例2

1.配制种子培养基，用于将醋化杆菌活化。种子培养基的成分为：葡萄糖5.0w/v％，蛋白胨0.4w/v％，一水合柠檬酸0.1w/v％，磷酸二氢钾0.1w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.1w/v％，酵母浸膏0.4w/v％。控制种子培养基的pH值为6.0，并在121℃下高温灭菌30min。

2.取出保存于冷冻室中的醋化杆菌。将接种环在酒精灯上烧热，将接种环伸入试管内斜面，钩取菌种一环后接入装有如步骤1中所述的种子培养基的锥形瓶中。将接入菌种的锥形瓶用纱布封口，放入摇床中在30℃下进行活化24h，摇床转速160rpm。

3.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”，制备温致可逆变色微胶囊。

4.在培养容器中配制含温致可逆变色微胶囊的发酵培养基，用于培养含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜。发酵培养基的成分为：葡萄糖5.0w/v％，蛋白胨0.5w/v％，一水合柠檬酸0.1w/v％，磷酸二氢钾0.1w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.2w/v％，酵母浸膏0.5w/v％，温致可逆变色微胶囊6.0wt％，其粒径为700～1000nm，加入非离子型分散剂吐温809.0wt％。磁力拌400r/min搅拌1h。控制发酵培养基的pH值为7.0，并在121℃下高温灭菌30min。

5.将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用硅油将培养容器与密闭氧气室的接缝密封，静置1h。然后向密闭氧气室中通入氧气，在30℃下进行7天的静态培养。

6.经过如步骤5的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在4.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在40℃时将其在含冰片的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片质量占明胶水溶液质量的10.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

7.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的3％。

实施例3

1.按照博士论文“细菌纤维素/碳纳米管复合材料的制备及结构性能研究”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于木醋杆菌的活化以及木醋杆菌细菌纤维素的培养。

2.参照文章“胆甾型液晶用于体温的精密测量”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为600～800nm，加入质量占发酵培养基总质量的5.0wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行8天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在4.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在45℃时将其在含薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中薄荷脑质量占明胶水溶液质量的1.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的3％。

实施例4

1.按照硕士论文“新型医学生物材料——细菌纤维素的制备与表征”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于巴氏醋杆菌的活化以及巴氏醋杆菌细菌纤维素的培养。

2.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为600～800nm，加入质量占发酵培养基总质量的2.0wt％。加入非离子型分散剂吐温80，加入质量占发酵培养基总质量的10.0wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行9天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在50℃时将其在含薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中薄荷脑质量占明胶水溶液质量的10.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的1％。

实施例5

1.按照文章“Synthesis of cellulose by acetobacter xylinum”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于葡萄糖杆菌的活化以及葡萄糖杆菌细菌纤维素的培养。

2.参照文章“胆甾型液晶用于体温的精密测量”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为600～800nm，加入质量占发酵培养基总质量的3.0wt％。加入非离子型分散剂吐温80，加入质量占发酵培养基总质量的4.5wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行10天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在37℃时将其在含冰片和薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片和薄荷脑的质量比为1∶1，二者总质量占明胶水溶液质量的1.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的2％。

实施例6

1.按照文章“In situ modification of bacterial cellulose network structure by adding interferingsubstances during fermentation”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于农杆菌的活化以及农杆菌细菌纤维素的培养。

2.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为800～1000nm，加入质量占发酵培养基总质量的6.0wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行11天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在38℃时将其在含冰片和薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片和薄荷脑的质量比为1∶1，二者总质量占明胶水溶液质量的10.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的3％。

实施例7

1.按照文章“Nano-biomaterials application：In situ modification of bacterial cellulose structureby adding HPMC during fermentation”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于根瘤菌的活化以及根瘤菌细菌纤维素的培养。

2.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为800～1000nm，加入质量占发酵培养基总质量的4.5wt％。加入非离子型分散剂吐温80，加入质量占发酵培养基总质量的7.0wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行12天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在38℃时将其在含冰片和薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片和薄荷脑的质量比为1∶1，二者总质量占明胶水溶液质量的5.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的3％。

实施例8

1.配制种子培养基，用于将八叠球菌活化。种子培养基的成分为：葡萄糖6.0w/v％，蛋白胨0.5w/v％，一水合柠檬酸0.2w/v％，磷酸二氢钾0.2w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.3w/v％，酵母浸膏0.5w/v％。控制种子培养基的pH值为6.0，并在121℃下高温灭菌30min。

2.取出保存于冷冻室中的八叠球菌。将接种环在酒精灯上烧热，将接种环伸入试管内斜面，钩取菌种一环后接入装有如步骤1中所述的种子培养基的锥形瓶中。将接入菌种的锥形瓶用纱布封口，放入摇床中在30℃下进行活化24h，摇床转速160rpm。

3.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”，制备温致可逆变色微胶囊。

4.在培养容器中配制含有温致可逆变色微胶囊的发酵培养基，用于培养含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜。发酵培养基的成分为：葡萄糖7.0w/v％，蛋白胨0.6w/v％，一水合柠檬酸0.3w/v％，磷酸二氢钾0.3w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.4w/v％，酵母浸膏0.6w/v％，温致可逆变色微胶囊1.0wt％，粒径为800～900nm。磁力搅拌300r/min搅拌1h。控制发酵培养基的pH值为6.0，并在121℃下高温灭菌30min。

5.将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与氧气室的接缝密封，静置1h。然后向氧气室中通入氧气，在30℃下进行13天的静态培养。

6.经过如步骤5的培养之后，将含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在5.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在36℃时将其在含薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中薄荷脑质量占明胶水溶液质量的6.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

7.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的1％。

实施例9

1.配制种子培养基，用于将洋葱假单胞菌活化。种子培养基的成分为：葡萄糖6.0w/v％，蛋白胨0.5w/v％，一水合柠檬酸0.2w/v％，磷酸二氢钾0.2w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.3w/v％，酵母浸膏0.5w/v％。控制种子培养基的pH值为6.0，并在121℃下高温灭菌30min。

2.取出保存于冷冻室中的洋葱假单胞菌。将接种环在酒精灯上烧热，将接种环伸入试管内斜面，钩取菌种一环后接入装有如步骤1中所述的种子培养基的锥形瓶中。将接入菌种的锥形瓶用纱布封口，放入摇床中在30℃下进行活化24h，摇床转速160rpm。

3.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”，制备温致可逆变色微胶囊。

4.在培养容器中配制含有温致可逆变色微胶囊的发酵培养基，用于培养含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜。发酵培养基的成分为：葡萄糖7.0w/v％，蛋白胨0.6w/v％，一水合柠檬酸0.3w/v％，磷酸二氢钾0.3w/v％，十二水合磷酸氢二钠0.4w/v％，酵母浸膏0.6w/v％，温致可逆变色微胶囊1.0wt％，粒径为800～900nm。加入非离子型分散剂吐温80。磁力搅拌300r/min搅拌1h。控制发酵培养基的pH值为6.0，并在121℃下高温灭菌30min。

5.将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与氧气室的接缝密封，静置1h。然后向氧气室中通入氧气，在30℃下进行13天的静态培养。

6.经过如步骤5的培养之后，将含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在4.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在43℃时将其在含冰片和薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片和薄荷脑的质量比为1∶1，二者总质量占明胶水溶液质量的9.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

7.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的1％。

实施例10

1.按照文章“In situ modification of bacterial cellulose network structure by adding interferingsubstances during fermentation”所述的培养过程，配制种子培养基和发酵培养基分别用于椰毒假单胞菌的活化以及椰毒假单胞菌细菌纤维素的培养。

2.参照硕士论文“胆甾型液晶用于体温精密测量的研究”制备温致可逆变色微胶囊。

3.在配制发酵培养基步骤中，向发酵培养基中加入温致可逆变色微胶囊，其粒径为500～600nm，加入质量占发酵培养基总质量的1.0wt％。加入非离子型分散剂吐温80，加入质量占发酵培养基总质量的9.0wt％。

4.培养时将培养容器用透氧硅胶膜封口之后倒置于密闭氧气室之上，用石蜡将培养容器与密闭氧气室的接缝密封。静置1h后向氧气室内通入氧气。在30℃下进行7天的静态培养。

5.经过如步骤4的培养之后，将含有温致可逆变色微胶囊的含温致可逆变色微胶囊的细菌纤维素膜从培养容器中取出，将其浸泡在4.0wt％的NaOH溶液中，并在100℃的水浴中加热1h，然后用稀盐酸冲洗，然后用去离子水冲洗至中性，去除复合膜上残留的培养基。随后在47℃时将其在含冰片和薄荷脑的明胶水溶液中浸泡2h，其中冰片和薄荷脑的质量比为1∶1，二者总质量占明胶水溶液质量的8.0wt％。最后经过脱水、包装、灭菌，即可得到温致可逆变色细菌纤维素复合膜。

6.所得到的温致可逆变色细菌纤维素复合膜可以实现在35～42℃可逆变色，变色灵敏度为0.2℃，并且可以重复使用，变色性能持久。其中明胶和药物成分的合计质量占温致可逆变色细菌纤维素复合膜总质量的1％。

Claims (9)

1.一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，包括配制种子培养基、温致可逆变色微胶囊的制备、配制发酵培养基、菌种活化、菌种接入、培养及后处理步骤，其特征是：

所述的配制发酵培养基步骤中加入温致可逆变色微胶囊，所述的温致可逆变色微胶囊是以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊；

所述的培养是将培养容器倒置后进行培养，培养容器倒置于密闭的氧气室之上，培养容器与氧气室之间用透氧材料膜分隔开，并且密封容器与氧气室接缝处。

2.根据权利要求1所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，其特征在于，所述的温致可逆变色微胶囊是以阿拉伯胶和明胶为壁材及胆甾型液晶为芯材的温致可逆变色微胶囊，阿拉伯胶与明胶的质量比为1∶1，芯材是胆甾型液晶烯基油烯基碳酸酯、胆甾烯基月桂酸酯和胆甾烯基氯的复配体系，三者质量比为75.7∶6.6∶17.7；所述的温致可逆变色微胶囊的粒径为500～1000nm；所述的温致可逆变色微胶囊的质量占发酵培养基总质量的1.0～6.0wt％。

3.根据权利要求2所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，其特征在于，所述的发酵培养基中还可加入吐温80作为分散剂，加入的质量与所加入的温致可逆变色微胶囊的质量比为1.5～2.0∶1。

4.根据权利要求1所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，其特征在于，所述的培养采用可控的主动供氧方式，所述的可控的主动供氧是指通过外部动力系统向氧气室里供氧。

5.根据权利要求1所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，其特征在于，所述的密封培养容器与氧气室接缝的材料为石蜡或硅油。

6.根据权利要求1所述的一种制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法，其特征在于，所述的透氧材料膜为硅胶膜。

7.一种如权利要求1所述的制备温致可逆变色细菌纤维素复合膜的方法所采用的装置，其特征是：所述的装置主要由底座和培养容器构成，所述的底座是上部有一台阶的敞口的容器，所述的培养容器倒置在所述底座的台阶上，所述的底座与所述的培养容器之间用透氧材料膜隔开，所述的透氧材料膜和所述的底座下部形成密闭的氧气室；所述的底座下部开有出气孔和进气孔。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的底座与所述的培养容器接缝处用密封材料密封。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的进气孔连接进气管，所述进气管接通外 部动力系统的供氧管。