[发明专利]一种以重组胶原蛋白为生物矿化模板制备CuO纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种以重组胶原蛋白为生物矿化模板制备CuO纳米粒子的方法，包括如下步骤：(1)重组胶原蛋白的制备；(2)CuO纳米材料的制备：①重组胶原蛋白与水合醋酸铜和氢氧化钠均匀混合溶液的配制；②利用水热反应釜制备纳米级CuO；③纯化、干燥并保存制备的纳米材料。本发明在整个合成过程中，以生物相容性的胶原蛋白为模板，而无需添加任何有机化学试剂，绿色环保，简单方便，并且制备的CuO纳米粒子具有良好的均一可控的形貌，具有很大的应用前景。本发明为规模化生产形貌可控的氧化铜纳米材料提供了一种新型的简单高效的生物矿化方法。

技术领域

本发明属于生物无机材料制备技术领域，具体涉及一种以重组胶原蛋白为生物矿化模板制备CuO纳米粒子的方法。

背景技术

氧化铜是一种重要的金属氧化物，由于其无毒、无环境污染、成本低廉等特点，广泛用作陶瓷的颜料、光学玻璃磨光剂、油类的脱硫剂、有机合成的催化剂等。目前已经建立了CuO纳米材料的多种合成方法，例如，在有表面活性剂和模板辅助的情况下直接合成CuO，或者使用氢氧化铜或碱式铜盐作为盐类前体。这些方法有的需要在合成过程中添加有毒有害的化学试剂，有的需要经过升温去除溶剂或摸板等后处理才能得到产物，都相对比较复杂，并且存在耗时耗能和成本较高的缺点。并且，制备功能良好的形貌和尺寸可控的CuO纳米颗粒，目前仍缺乏简单高效的方法。

生物矿化，是生物在特定的部位和一定的物理化学条件下，在生物有机物质的调控下，将溶液中的离子转变为固相矿物的过程。不同于一般的矿化作用，生物矿化通过生物大分子从分子水平上控制无机矿物相的结晶、生长，从而使生物矿物具有特殊的分级结构和组装方式。近年来研究表明，生物体对生物矿化过程的控制是一个复杂的多层次过程，受到生物有机质、晶体自身生长机制、以及外界环境等各方面的综合调控作用。胶原蛋白具有良好的生物相容性、生物降解性、吸收性以及促进细胞形成等诸多功能，因此在生物医用材料、组织工程、化妆品、食品等领域广泛应用。以胶原蛋白为生物模板合成的骨骼、牙齿代表了自然界一种最经典的生物矿化现象。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种以重组胶原蛋白为生物矿化模板制备CuO纳米粒子的方法，采用重组胶原蛋白作为生物模板，一水合醋酸铜作为原料，通过水热方法，制备了大小和形貌可控的CuO纳米材料。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种以重组胶原蛋白为生物矿化模板制备CuO纳米粒子的方法，包括如下步骤：

(1)利用生物基因工程技术制备重组胶原蛋白

①确定重组胶原蛋白的序列：

重组胶原蛋白的序列为：

GSPGLPGPRGEQGPTGPTGPAGPRGLQGLQGLQGERGEQGPTGPAGPRGLQGERGEQGPTGLAGKAGEAGAKGETGPAGPQGPRGEQGPQGLPGKDGEAGAQGRPGKRGKQGQKGEKGEPGTQGAKGDRGETGPVGPRGERGEAGPAGKDGERGFPGERGVEGQNGQDGLPGKDGKDGQNGKDGLPGKDGKDGQNGKDGLPGKDGKDGQDGKDGLPGKDGKDGLPGKDGKDGQPGKPGKYGPPGPPGPPGPPGPPGPPGPPGPPGPPGPP，该重组胶原蛋白具备良好的三重螺旋结构，热变温度接近37℃；

②合成编码重组胶原蛋白的核酸：

合成编码步骤①重组胶原蛋白的核酸，构建导入上述核酸的质粒，并将质粒转化大肠杆菌BL21-DE3菌株；

③重组胶原蛋白的制备与纯化：