CN115926479B - 微生物采集用水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物技术领域，具体涉及微生物采集用水凝胶及其制备方法和应用。本发明提供了用于皮肤微生物采集的水溶性的水凝胶，其成型快，皮肤贴合性优良、肤感好，兼具优异的粘附性，可用于皮肤微生物采集，且其较好的水溶性使其用于采样后微生物样品的分析数据的完整性高，可分析性强，避免了其他采样方式微生物难以洗脱或无法完全洗脱下来的问题，便于皮肤微生物进行大范围原位采集及分离培养。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，具体涉及微生物采集用水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
人体皮肤的微生态的多样性与人体健康息息相关，如健康人群与特异性皮炎患者的皮肤菌群差异显著，其中健康人群的皮肤菌群微生物数量、种类和菌群结构存在较大的个体差异，而特异性皮炎患者微生物数量显著增加，且金黄色葡萄球菌为优势菌群，其菌群总体分布也较为均匀，种类单一，且个体差异不大，为了研究皮肤微生物与人体健康之间的关系，需要对皮肤微生物采集后进行相关研究、分析。
传统的皮肤微生物采集方法是棉签采集法，具体为：将生理盐水浸湿的无菌棉签按在取样表面上，用力使其弯曲与擦拭表面成45度，平稳而缓慢地擦拭取样表面，翻转棉签，让棉签的另一面也进行擦拭，但与前次擦拭移动方向垂直，取样位置应避免与微生物取样点重复，擦拭完成后，将每个取样点的棉签头剪下集中放入2～5ml灭菌冻存管，盖子盖紧密封，同时为了保证有足够的DNA量进行16S rRNA基因扩增子分析，常需要在每管保存5～6个拭子(宏基因组/HuMiChip项目应增加至6～10个)。虽然棉签刮取活检法可以通过大量重复刮取采集到皮肤微生物样本，但取样深度和角度都很难把握，操作带来的误差很大。另外，也可采用胶带对皮肤表面干式采集皮肤微生物，但干式采集很难良好的采集到皮肤表面的微生物。
中国专利202080060320.X公开了皮肤常驻微生物采集用粘合胶带，其利用带有粘合剂层的粘合胶带采集皮肤表面的微生物，相比于棉签和普通胶带提高了皮肤微生物的采集量，采集样本后将附着有细菌的粘合剂层与液体接触，对细菌中含有的DNA进行提取，进而分析细菌群落，由于其试验片只有12mm宽，只适用于小面积皮肤采样，难以进行大面积及匹配贴合不同皮肤部位进行采样，采样后的粘合胶带放入PBS中，借助15min的超声波破碎处理提取DNA，对DNA进行测定以对采集到的微生物群落进行分析，但由于粘合剂，难以保证将所有采集粘附在其上的微生物DNA完全洗脱下来进行测定，从而影响采样结果，同时若想对采集的活性微生物进行分离培养，而不进行超声波破碎DNA提取，其也难以保证将采集到的活性微生物完全洗脱下来。此外，中国专利CN202210722413.5公开了一种皮肤微生物原位采集用水凝胶及采集方法，首次采用水凝胶进行皮肤微生物的原位采集，采集效率高且其具备的顺应性和粘性促进了凝胶式贴片在人体皮肤上的保形附着，可适用于不同面积、部位皮肤的采样，采样后的水凝胶通过放于液体中进行微生物的DNA提取洗脱，但由于采样水凝胶自身带有的强粘附性及其表面的微纳米孔隙，也难以保证将所有采集到的微生物洗脱，从而影响采样结果及后续相关研究。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供微生物采集用水凝胶及其制备方法和应用。
本发明提供了水凝胶，其原料包括水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸，所述水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸的重量比为20：(1～4)：(0.5～2)：(0.1～1)。
本发明的一些具体实施例中，所述的水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸的重量比为20：1：0.5：0.1。
本发明的另一些实施例中，水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸的重量比为20：4：2：0.2。
本发明的另一些实施例中，水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸的重量比为20：4：2：1。
本发明的另一些实施例中，水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸的重量比为20：2：1：0.2。
进一步的，本发明所述水凝胶的原料还包括甘油或聚乙二醇；所述甘油与水的重量比为(0.5～1.5):20；所述聚乙二醇与水的重量比为(0.4～0.6):20。
在一些具体的实施例中，本发明所述的水凝胶的原料包括水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸；
在另一些具体的实施例中，本发明所述的水凝胶原料包括水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸和甘油；
在另一些具体的实施例中，本发明所述的水凝胶原料包括水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸和聚乙二醇；
在另一些具体的实施例中，本发明所述的水凝胶原料包括水、明胶、聚乙烯醇、单宁酸、聚乙二醇和甘油。
实验结果表明，本发明所述的水凝胶成胶快，一般在6～8min可成胶，且所述的水凝胶具有较好的水溶性，在9～20min内可完成凝胶在水中的完全溶解，同时对微生物的生长和繁殖不产生影响，在24h内对微生物有较好的保存能力。
在本发明中，所述的水凝胶的粘附微生物的能力随着单宁酸的添加比例增加而增强，但单宁酸添加过多则会对微生物的存活和生长产生抑制，因此，本发明采用较合适浓度的单宁酸与其他原料一起用于所述水凝胶的制备，使本发明所述的水凝胶既具有良好的微生物吸附能力又能具有良好的微生物保存能力。同时，本发明中，所述水凝胶中的水、明胶、聚乙烯醇合适的比例使凝胶在既可以迅速成胶的同时又具有一定的水溶性，可更好用于后续皮肤微生物的分析计数。且PEG可用于增加水凝胶的机械强度，甘油用于提高水凝胶的保湿性能，两者的添加也不会影响水凝胶的成胶性和水溶性。因此，本发明所述的水凝胶的各组分相互协调，共同对微生物采集容量和微生物保存能力上产生影响。
本发明提供了所述的水凝胶的制备方法，其包括：
将明胶水溶液与聚乙烯醇混合，经搅拌，在单宁酸存在条件下进行交联，获得水凝胶。
进一步的，本发明所述的制备方法中，
所述所述明胶水溶液的制备条件为：40～60℃，200rpm～500rpm搅拌15min～30min；
所述搅拌的条件为：40～60℃、200rpm～900rpm搅拌15～30min；
所述交联的条件为：40～60℃，700rpm～1000rpm搅拌10～30min。
更进一步的，本发明所述的制备方法中，
所述交联后还包括静置凝胶的步骤，所述静置凝胶的条件为：常温，静置5～20min。
本发明提供了本发明所述的水凝胶和/或本发明所述的制备方法制得的水凝胶在皮肤微生物采集中的应用。
本发明提供了皮肤微生物的采集方法，其包括：使用本发明所述的水凝胶采集表皮微生物后，溶解凝胶，进行微生物分析计数。
进一步的，本发明的采集方法中，
所述采集表皮微生物包括：将水凝胶置于表皮8min～10min后转移至无菌的PBS缓冲液中；
所述采集表皮微生物的步骤中，每平方厘米水凝胶的用量为0.25g～0.5g；
所述水凝胶与无菌的PBS缓冲液的体积比为1：(1～10)；
所述溶解凝胶的温度为40℃～60℃。
更进一步的，本发明的采集方法中，所述溶解凝胶后还包括取溶解液接种、培养的步骤；所述培养条件为37℃培养24～48h。
本发明提供了用于皮肤微生物采集的水溶性的水凝胶，其成型快，皮肤贴合性优良、肤感好，兼具优异的粘附性，可用于皮肤微生物采集，且其较好的水溶性使其用于采样后微生物样品的分析数据的完整性高，可分析性强，避免了其他采样方式微生物难以洗脱或无法完全洗脱下来的问题，便于皮肤微生物进行大范围原位采集及分离培养。
附图说明
图1示实施例1制备凝胶的水溶性；
图2示水凝胶的微生物DNA采集量，从左至右为菌悬液、实验组、对照组1、对照组2。
具体实施方式
本发明提供了微生物采集用水凝胶及其制备方法和应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1水凝胶的制备的性能
一、水凝胶的制备
例1：将1g明胶溶解于15ml的去离子水中，以200rpm的转速下搅拌至明胶完全溶解，再添加0.5g聚乙烯醇PVA至明胶溶液中，200rpm的转速下搅拌30min，随后加入单宁酸溶液，0.1g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以1000rpm的转速快速搅拌10min，前述全部保证在60℃水浴下进行，之后于常温下倒模，放置一定时间成胶。
例2：将4g明胶溶解于15ml的去离子水中，以500rpm的转速下搅拌至明胶完全溶解，再添加2g的PVA，以900rpm的转速下搅拌30min，随后加入单宁酸溶液，0.2g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以700rpm的转速快速搅拌30min，前述全部保证在60℃水浴下进行，之后于常温下倒模，放置一定时间成胶。
例3：将4g明胶溶解于15ml的去离子水中，以500rpm的转速下搅拌至明胶完全溶解，再添加2g的PVA，以900rpm的转速下搅拌30min，随后添加单宁酸溶液，1g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以800rpm的转速快速搅拌30min，前述全部保证在60℃水浴下进行，之后于常温下倒模，放置一定时间成胶。
例4：将2g明胶溶解于15ml的去离子水中，以500rpm的转速下搅拌至明胶完全溶解，再添加1g的PVA至明胶溶液中，以600rpm的转速搅拌30min，随后加入单宁酸溶液，0.2g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以1000rpm的转速快速搅拌20min，前述全部保证在40℃水浴下进行，之后于常温下倒模，放置一定时间成胶。
例5：本实施例的水凝胶制备方法与实施例1相同，不同之处在于，在添加明胶之前添加1g甘油。
例6：本实施例的水凝胶制备方法与实施例1相同，不同之处，在于添加明胶之前添加0.5gPEG。
例7：将2g明胶溶解于15ml的去离子水中，以500rpm的转速下搅拌至明胶完全溶解，再添加0.6g的PVA至明胶溶液中，以600rpm的转速搅拌30min，随后加入单宁酸溶液，2g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以1000rpm的转速快速搅拌20min，前述全部保证在40℃水浴下进行，之后于常温下倒模，放置一定时间成胶。
例8：将1g明胶溶解于15ml的去离子水中，以200rpm的转速下搅拌15min至明胶完全溶解，再添加0.5g聚乙二醇PEG至明胶溶液中，900rpm的转速下搅拌15min，随后添加单宁酸溶液，0.01g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以900rpm的转速快速搅拌10min，前述全部保证在40℃水浴下进行，之后于常温下倒模。(单宁酸浓度太低，不能形成成型的胶)
例9：将2g PVA溶解于15ml去离子水中，900rpm的转速下搅拌15min，再添加2g聚乙二醇PEG，900rpm的转速下搅拌15min，随后添加单宁酸溶液，1g单宁酸溶解于5ml去离子水中制备单宁酸溶液，以1000rpm的转速快速搅拌10min，前述全部保证在40℃水浴下进行，之后于常温下倒模。
例10：1g明胶溶解于20ml的去离子水中，以500rpm的转速下搅拌15min至明胶完全溶解，再添加0.5g的PVA至明胶溶液中，900rpm的转速下搅拌15min，再添加0.5g聚乙二醇PEG，900rpm的转速下搅拌15min，前述全部保证在40℃水浴下进行，之后于常温下倒模。
二、成胶时间试验
通过流变性能表征溶液自组装能力，制备好的样品在常温下以固定频率进行检测，每隔1min记录一次，观察成胶时间，结果如下表1所示。
表1.成胶时间
| 组别 | 成胶时间(min) |
| 例1 | 8min |
| 例2 | 7min |
| 例3 | 6min |
| 例4 | 8min |
| 例5 | 9min |
| 例6 | 7min |
| 例7 | 6min |
| 例8 | 流动不成型 |
| 例9 | 流动不成型 |
| 例10 | 流动不成型 |
例1～6说明，本发明方法制备的样本溶液，在常温放置一定时间，进行成胶试验时，均可以成胶。
三、采样水凝胶的水溶性
取例1～6的水凝胶分别置于10g去离子水中于37℃溶解，附图中有例1溶胶前后的对比图，说明制备的水凝胶可水溶，发明人也对例2～6的水凝胶做了水溶试验，溶解效果图基本一致，不一一列举，表2记录溶解时间，以1min为固定频率进行检测。
表2.溶解时间
| 凝胶 | 溶解时间 |
| 例1 | 9min |
| 例2 | 15min |
| 例3 | 20min |
| 例4 | 12min |
| 例5 | 9min |
| 例6 | 15min |
| 例7 | 不水溶 |
说明制备的水凝胶均能水溶于水，PEG可用于增加水凝胶的机械强度，甘油用于提高水凝胶的保湿性能，两者的添加也不会影响水凝胶的成胶性和水溶性，图1为例1制备凝胶的水溶前后的图片。
四、皮肤组织的粘附强度
选择猪皮代表生物体组织进行粘附性测试，通过拉伸-粘附试验测试不同实施例所制备的水凝胶在新鲜猪皮作为生物组织的代表的表面粘附强度。具体为：将面积为20mm×20mm的水凝胶样品粘在两块新鲜猪皮之间，然后500g重物压在粘结处10min，再通过万能试验机以5mm/min的加载速率将样品拉伸至破坏，通过粘附-拉伸-粘附的循环试验评价水凝胶的粘附强度，粘附强度(σ)由最大拉伸力(F)和水凝胶的涂覆面积(S)通过σ＝F/S公式得到。粘附强度如表3所示。
表3.粘附强度
结果表明，水凝胶的粘附性能随着单宁酸的添加比例增加而增强。
五、采样水凝胶的菌液回收率
使用例1制备的水凝胶对选取特定的4种菌进行回收率测试，表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、副干酪乳杆菌。
制备菌悬液：分别将一定量的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌接种到TSA中，副干酪乳酸菌接种到MRS肉汤中，进行24h～48h培养，随后制成菌悬液。
凝胶组：取1mL菌悬液添加到水凝胶上，之后将其置于40℃水浴使其水溶，之后取1mL添加到9mL无菌PBS中进行梯度稀释(10-1～10-8)，稀释后各取1mL梯度稀释的菌悬液加入无菌培养皿中，再倒入培养皿中进行混匀，待其凝固后倒置培养于37℃培养箱中，培养24h后计算菌落总数。
空白组：取1mL菌悬液添加到20mL的无菌PBS中，稀释如上。计稀释10-6的菌落总数计算回收率，回收率＝凝胶组菌落总数/空白组菌落总，回收率如表4：
表4.回收率
| 例1 | 例2 | 例3 | 例4 | |
| 表皮葡萄球菌 | 104.29％ | 95.1％ | 102.5％ | 139.4％ |
| 金黄色葡萄球菌 | 120.86％ | 133.4％ | 97.2％ | 102.3％ |
| 痤疮丙酸杆菌 | 100.5％ | 92.5％ | 89.5％ | 94.3％ |
| 副干酪乳杆菌 | 111.43％ | 96.3％ | 99.4％ | 106.6％ |
上表可知，水溶性的采样水凝胶对表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、副干酪乳杆菌的回收率均满足药典要求，说明水凝胶本身和水凝胶水溶后形成的溶液，水凝胶从凝胶到水溶的过程，均不会影响菌的正常生长，其可用于皮肤微生物的采集。选择例1制备的水凝胶进行下列实验。六、不同时间段对菌的保留能力
选取特定的4种菌进行不同时间段凝胶对菌的保留能力实验，表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、副干酪乳杆菌。
制备菌悬液：分别将一定量的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌接种到TSA中，副干酪乳酸菌接种到MRS肉汤中，进行24h～48h培养，随后制成菌悬液。
将凝胶放置于无菌平皿上，在凝胶上滴加0.5mL菌悬液，盖上平皿的盖子，在超净台中放置10min、2h、4h、8h以及24h后，取下凝胶放入无菌离心管中，再向其添加10mL无菌PBS，之后放入40℃温水中水浴使凝胶变成溶液状态，随后从水浴样品中取1mL加到9mL无菌PBS中，并进行梯度稀释，从10-2、10-3、10-4中各取1mL加入平皿，随后倒入培养基，37℃培养24h～48h，计算菌落总数。同时以0.5mL菌悬液+30mLPBS放入平皿放置相同时间作为空白对照。
表5.保留能力
将菌液滴加在凝胶上，根据在超净台上放置不同的时间，测试不同时间段测试的菌量，结果表明，对照组和凝胶组的菌落总数随着时间的延长，变化趋势一样，在放置24h后，对照组和凝胶组的菌落总数均增加一个数量级，且除金黄色葡萄球菌之外的其他三种菌的凝胶组菌落总数略高于对照组的菌落总数，说明例1制备的水凝胶不会影响微生物的生长，且该水凝胶用于皮肤低丰度微生物进行采集时，可利用该水凝胶对其进行一定的增殖培养，从而可以避免因丰度太低而导致采集的DNA浓度太低，无法达到16S rRNA基因扩增子分析的要求，并且增殖培养后也便于将其进行分离出来。
七、体外猪皮模拟效果检测
采用巴马香猪猪皮模拟人体皮肤，将四种培养好的细菌(金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌和副干酪乳酸菌)分别涂抹到猪皮上，通过在猪皮上进行凝胶采样和棉签两种采样方式进行采样后的菌落计数。
具体方法如下：
制备菌悬液：分别将一定量的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌接种到TSA中，副干酪乳酸菌接种到MRS肉汤中，进行24h培养，随后制成菌悬液。
制备猪皮样本：从冰箱中取出猪皮解冻，喷洒酒精后开紫外照射15min，随后风吹15min，使得猪皮上的酒精挥发掉。分别取菌悬液通过无菌棉签涂在猪皮上(一个棉签涂50次，一块猪皮使用两个棉签)，菌悬液涂覆区域做标记，面积为2×2cm2，以空白猪皮作为对照。
实验组：剪裁4×4cm2的猪皮，将2×2cm2面积的实施例1制备的水凝胶均匀覆盖到猪皮的菌悬液涂覆面积上，使水凝胶在表皮的用量大概为0.25g每平方厘米，采集猪皮上的菌群，凝胶在猪皮上覆盖8min后取下，放置在1mL无菌PBS中，在40℃下加热溶胶。
对照组1：棉签采样，使用无菌PBS蘸湿一次性无菌拭子，施加稳定的压力，以及摩擦的一致性在面积4cm2的猪皮上来回约50次，采集完后做好标记放置在2mL无菌PBS中，空白同上。
采样后处理：将棉签样品或凝胶样品涡旋混匀，取20μL混合液180μL无菌PBS中，进行梯度稀释，各梯度稀释液摇晃均匀后，分别从各梯度稀释液中取10μL滴加到TSA培养基，在37℃下进行培养24～48h，以空白猪皮为对照，分别用棉签和凝胶采样，按照上述步骤进行培养。同时以同等稀释倍数的菌悬液接种到培养基中培养作为对照，每个样做两个平行，培养到时间后，计数每个平板上的菌落数，数据如表6所示。
表6.菌落数
| 目标菌 | 棉签 | 凝胶组 | 空白猪皮(对照) |
| 表皮葡萄球菌 | 2.6×107 | 1.4×108 | 0 |
| 金黄色葡萄球菌 | 1.1×106 | 7.6×106 | 0 |
| 痤疮丙酸杆菌 | 2.9×107 | 8.7×107 | 0 |
| 副干酪乳酸菌 | 8.6×106 | 7.1×107 | 0 |
由表可以看到，在不同菌液浓度下，凝胶的采样效果显著优于棉签。
八、体外采样效果跑胶检测
实验组1：用例1制备的水凝胶采样，制作大约2×2cm2面积大小的水凝胶，覆盖脸颊2min，采集一侧区域的皮肤菌群，放置在2mL无菌PBS中。
对照组1：参照CN202210722413.5实施例1制备的水凝胶，采样方法如实验组1。
对照组2，棉签采样，使用湿润的一次性无菌采样拭子，施加稳定的压力，以及摩擦的一致性(在采样点2min内来回约50次，4cm2)，采集区域为一侧脸颊,采集完后做好标记，放置在2mL无菌PBS中。
PCR跑胶：样品涡旋1min，取100μL样品加入八连排，离心3min，将菌留在底部，去掉上清液，之后加入30μL裂解液，涡旋混匀，放入PCR裂解15min，随后将46μL mix体系加入4μL裂解液中，涡旋混匀放入PCR中提取DNA。然后将5μL样品加入胶孔中，跑胶30min，之后在紫外下看条带，如图2所示。
DNA提取：取剩余的190μl，按照革兰氏阳性菌的基因组提取方法，使用通用世纪DNA提取试剂盒提取DNA，制备DNA溶液，将DNA溶液的1/20的量作为测试样本，使用Qubit仪器检测测试样本中DNA总量。
表7.测试样本中DNA总量
图2和表7可以看到，水凝胶的采集量均明显优于棉签采样，且实验组的采样量会优于对照组1的采样量。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.水凝胶在皮肤微生物采集中的应用，其中，排除疾病的诊断和治疗的应用；
所述水凝胶的原料包括水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸，所述水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸的重量比为20：（1~4）：（0.5~2）：（0.1~1）；
所述水凝胶的原料还包括甘油和聚乙二醇；
所述甘油与水的重量比为（0.5~ 1.5）:20；
所述聚乙二醇与水的重量比为（0.4~ 0.6）:20。
2.权利要求1所述的应用，其特征在于，其中所述水凝胶的制备方法包括：
将明胶水溶液与聚乙烯醇混合，经搅拌，在单宁酸存在条件下进行交联，获得水凝胶。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，
所述明胶水溶液的制备条件为：40~60℃，200rpm~500rpm搅拌15 min ~30 min；
所述搅拌的条件为：40~60℃、200rpm~900rpm搅拌15~30 min；
所述交联的条件为：40~60℃，700rpm~1000 rpm 搅拌10~30 min。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述交联后还包括静置凝胶的步骤，所述静置凝胶的条件为：常温，静置5~20min。
5.根据权利要求1~4任一项所述的应用，其特征在于，采集的方法包括：使用如权利要求1~4任一项所述的水凝胶采集表皮微生物后，溶解凝胶，进行微生物分析计数；所述水凝胶的原料包括水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸，所述水、明胶、聚乙烯醇和单宁酸的重量比为20：（1~4）：（0.5~2）：（0.1~1）。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，
所述采集表皮微生物包括：将水凝胶置于表皮8min~10min后转移至无菌的PBS缓冲液中；
所述水凝胶在表皮上的用量0.25g~0.5g每平方厘米；
所述水凝胶与无菌的PBS缓冲液的体积比为1:（1~10）；
所述溶解凝胶的温度为40℃~60℃。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述溶解凝胶后还包括取溶解液接种、培养的步骤；所述培养条件为37℃培养24~48h。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117369A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-13 | 吉林大学 | 一种抗菌粘附的导电水凝胶及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117369A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-13 | 吉林大学 | 一种抗菌粘附的导电水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN111558081A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-21 | 西北大学 | 一种单宁酸改性双层水凝胶及其制备方法 |
| CN111777772A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-16 | 东南大学 | 一种微生物矿化增强水凝胶的方法 |
| CN113265069A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-17 | 青岛大学 | 一种低溶胀“Janus”导电水凝胶及其制备方法、应用 |
| CN113637186A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-12 | 东南大学 | 一种持续性粘附水凝胶的制法及其所得水凝胶和应用 |
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