[发明专利]一种家蚕丝素蛋白纳米纤维及其制备方法

说明书

本发明公开一种家蚕丝素蛋白纳米纤维及其制备方法。以家蚕蚕丝为原料，通过溶解再生萃取，得到亲水性家蚕丝素蛋白肽链，再在温和的水相环境中自组装，得到直径为20～500 nm，长度可达1～100μm的纳米纤维。本发明制备家蚕丝素蛋白纳米纤维无需加入任何的添加剂便可自组装得到较长尺寸的纳米纤维，具有工艺简短、条件温和，生产成本低廉的特点，制备得到的纳米纤维可满足实际使用要求。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维，具体涉及一种以家蚕丝素蛋白为原料制备的纳米纤维及其制备方法。

背景技术

天然家蚕丝素蛋白纤维因其优异的抗拉强度及延展性能而倍受青睐，广泛用于轻工业、医疗等领域。再生家蚕丝素蛋白因其天然蛋白基材优异的生物相容性、较低的免疫原性、低致敏性、温和的水相加工环境等优势，人们对其在组织修复、药物控释、创面辅料以及美容领域的研究报道已屡见不鲜。然而，无论是再生丝素蛋白膜、多孔支架、凝胶等体系，都难以比拟天然丝素蛋白纤维优异的物理机械性能。再生出的丝素蛋白体系往往都是微观上的各向同性体系，难以满足各向异性化细胞培养以及再生丝素蛋白基材加强的要求。

研究发现，天然家蚕丝素蛋白纤维优异的物理机械性能不仅来自于高比例且沿纤维轴向排列的SilkⅡ型结晶结构，也来自于纤维内部由取向排列的Silk Ⅱ型结晶体以及无定型聚集态分子链构成的原纤的取向排列。为此，人们寄以通过诱导再生丝素蛋白体系中的纤维化骨架结构来增强再生丝素蛋白凝胶、多孔支架以及膜等体系，或者通过三维各向异性排列的纤维骨架结构诱导神经元、肌细胞、眼角膜细胞等的体外取向生长并最终用于体内功能性组织修复。

目前，纳米纤维的获得方法主要有静电纺、气泡膜裂、熔喷等传统工艺以及通过大分子的方法。中国发明专利“一种丝素蛋白纳米纤维膜及其制备方法”（103341209A）及“一种制备功能性纳米纤维的装置”（105734697A） 等是通过常规或者膜裂静电纺的方法制备纳米中长纤维，需要消耗较高的能源以及专用的大型设备，生产成本较大，且制备的纳米纤维沉积在二维平面，难以满足三维使用的要求；中国发明专利“一种线型纳米羟基磷灰石的制备方法”（102491298B）及“一种非晶丝素蛋白纳米纤维溶液及其制备方法”（105968384A）等通过诱导培育自组装的方法制备纳米纤维，虽无需固定的大宗型设备，但制备得到的纳米纤维长度短，达不到微米级别，难以满足实际使用要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种工艺简短、条件温和、生产成本低廉的自组装家蚕丝素蛋白纳米纤维及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种家蚕丝素蛋白纳米纤维的制备方法，以家蚕蚕丝为原料，先进行脱胶、干燥处理，获得纯丝素蛋白纤维，再进行如下步骤：

（1）将纯丝素蛋白纤维溶解于浓度为9.3M的溴化锂溶解中，透析后得到家蚕丝素蛋白溶液，浇注于模具中，在温度为20～25℃、湿度为45～65%的条件下，干燥成型为厚度0.5～5毫米的丝素蛋白膜；

（2）室温条件下，将丝素蛋白膜置于乙醇中浸泡5～120分钟，获得再结晶的丝素蛋白膜；

（3）按比例1/100～1/10 w/v，将再结晶的丝素蛋白膜浸泡于温度为25～50 ℃的缓冲液中，浸泡时间为0.5～2 h；再经3000～10000转/分钟离心处理，分离获得上清液；

（4）将获得的上清液稀释至0.1～10mg/ml，在恒温水浴环境中进行培养，得到湿态丝素蛋白纳米纤维聚集物；

（5）将湿态丝素蛋白纳米纤维聚集物进行冷冻干燥处理，得到家蚕丝素蛋白纳米纤维。

本发明技术方案中，所述的缓冲液为pH＝7.0的三羟甲基氨基甲烷-盐酸或磷酸盐缓冲液，缓冲液浓度为0.01～1 M。

所述的恒温水浴环境，温度为25～50 ℃；培养时间为3～8 h。