[发明专利]一种静电纺制备PVP/FF复合纳米纤维膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于静电纺纳米纤维膜的制备领域，特别涉及一种静电纺制备PVP/FF复合纳米纤维膜的方法。

背景技术

静电纺丝技术是指聚合物溶液或熔体被喷射拉伸成纤维的过程。它是一种制备聚合物纳米纤维的新方法，它可制备出直径为纳米级的超细纤维，最小直径可至1nm。较传统方法制备的聚合物纤维，电纺法制备聚合物纳米纤维具有设备简单、操作容易、高效且用电纺法制备的超细纤维膜具有比表面积大和孔隙率高、质轻等优点，组织工程、药物和催化剂载体、伤口敷料、过滤、传感器、模板、防护织物、纳米电子元件等众多领域具有潜在的应用价值。目前对聚合物溶液或熔体通过静电纺丝技术制备纳米纤维的例子非常多，但有关小分子化合物的研究还很少见。

二苯丙氨酸（Phe-Phe，FF）是形成阿尔茨海默氏症和帕金森综合症等疾病有关的淀粉样肽粉样多肽的核心结构单元。由于二苯丙氨酸具有氢键、β折叠结构以及芳香环间的π-π作用，具有良好的自组装性质，因此能在水或有机溶剂中它能够通过分子之间的氢键、范德华力、π-π相互作用、配位键等非共价键作用而自组装形成稳定的类似蛋白质的二级或三级结构。另外，由于其良好的可降解性、生物相容性等优点使其备受关注。自从它被发现以来，不论是在医学还是纳米科技领域都引起了人们很大的研究兴趣。一直以来，许多科学家探索用不同的方法来调控其自组装过程。在自组装过程中，除了需要合适的溶剂以外，适当的技术手段也是必需的。为此，科学家们尝试利用现有的各种技术手段，如静电纺丝、超声波、外加磁场等来引导芳香短肽的自组装。例如，Singh等对溶解在HFP中的FF单体进行了电纺，得到了长度可达毫米级的纳米管。但由于FF单体分子量小，溶液浓度低等特性，使得纯的FF单体较难电纺。目前也没有关于FF与其他聚合物的混合物溶液进行电纺的报道。

聚乙烯基吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)是一种水溶性的高分子聚合物，具有良好的生物降解性和生物相容性，而且PVP可纺性较好。其分子同时含有亲水基团和亲油基团，可与多种物质，尤其是含羟基、羧基、氨基及其他含活性氢的化合物或单质形成络合物，在医药等领域都具有广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种静电纺制备PVP/FF复合纳米纤维膜的方法，该方法快速、简便、廉价、高效，批量制备及规模化生产，为新型纳米生物活性材料的研发提供借鉴，为进一步研究FF自组装行为打下基础。

本发明的一种静电纺制备PVP/FF复合纳米纤维膜的方法，包括：

（1）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和二苯丙氨酸（FF）粉末在搅拌下缓慢加入到甲醇和DMAc的混合溶剂中，继续搅拌20～30min至完全溶胀；然后在25±2℃，振荡15～24h至完全溶解，得到的聚合物溶液呈透明状，超声处理15min进行脱气，得到纺丝溶液；

（2）采用上述的纺丝溶液进行静电纺丝得到膜，最后真空干燥，即得PVP/FF复合纳米纤维膜。

步骤（1）所述的混合溶剂中甲醇与DMAc（体积浓度>98%）的体积比为85:15。

步骤（1）得到的纺丝溶液中FF与PVP的质量比为在1:100～50:100。

步骤（2）所述的静电纺丝中注射器规格为5mL，针头内径为0.4~0.7mm，接收屏采用铝箔接地接收，针头与接收屏的距离为20～25cm。

步骤（2）所述的静电纺丝过程中喷出流速为0.1～1.0mL/h。

本发明的方法快速、简便、廉价、高效，适合批量制备PVP-FF复合纳米纤维膜。

本发明以PVP为主要纺丝材料，并掺入含有亲水性功能基团-COOH、-NH₂的二苯丙氨酸，通过FF与PVP的质量比及相关纺丝条件参数，成功的实现了混纺，为进一步研究FF自组装行为打下基础。

本发明得到的PVP/FF复合纳米纤维膜的纤维直径随着FF与PVP的质量比增加而先减小后增大；随着流速的增加而增大。

有益效果

（1）本发明方法操作简单，耗时较少，可获得直径和孔径在纳米级的膜材料，适用于规模化生产；

（2）本发明所使用的原材料廉价易得，具有良好的可降解性及生物相容性，具有应用其做后续相关实验分析的潜力。

附图说明

图1为固定PVP含量为10%（w/v），纺丝电压为16kv，接收距离为25cm，喷射流速为1ml/h时，不同FF/PVP质量比静电纺丝所得的电镜照片及其对纤维直径的影响；

图2为不同FF/PVP质量比电纺纳米纤维的直径分布；