[发明专利]一种磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜及其制备方法和应用，该制备方法包括以下过程：对天然蚕丝进行脱胶处理，获得丝素蛋白；接着溴化锂水溶液溶解丝素，并经过透析、离心以及冷冻干燥处理得到丝素蛋白海绵；将丝素蛋白海绵溶解在甲酸中混和均匀，然后将磺化石墨烯量子点水溶液通过超声均匀分散在丝素蛋白‑甲酸溶液中，并通过静电纺丝设备制备了上述复合纳米纤维膜；并利用小鼠成纤维细胞对制备的复合纳米膜进行了细胞活性评估，体现了复合纳米膜具有优异的生物相容性。本发明所制备的复合纤维膜具有良好的生物相容性、可降解性，同时具备促进人骨髓基质干细胞增殖分化的潜能，具有良好的生物医用材料应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜及其制备方法及应用。

背景技术

桑蚕丝主要由丝胶和丝素两部分组成，其中，丝胶约占25％，丝素约占70％。丝胶水溶性较好，丝素不溶于水，因此利用简单的碱或酶脱胶即可脱去丝胶蛋白，获取我们所需的具有优良可塑性的丝素蛋白。丝素蛋白是一种天然的生物高聚合物，具有良好的生物相容性与优异的可生物降解性，因而备受生物材料界的广泛关注，为满足各种应用的要求，丝素蛋白需要溶解成凝胶、粉末、薄膜、电纺纤维等各种形态。

静电纺丝是一种简单、方便且有效地制备纤维膜的技术。通过静电纺丝技术制备纤维材料，具有制造设备简单，工艺技术容易控制等优点，丝素蛋白电纺纤维支架已经被用作有吸引力的组织工程支架，因为其产生的纳米级三维(3D)纤维类似于天然的细胞外基质结构并且具有大的比表面积和孔隙率，为附着足够数量的细胞提供了场所，有利于一些特定细胞的增殖与分化。

石墨烯量子点(GQD)是一类新兴的具有生物相容性的零维材料，有望广泛应用于各种新型应用。石墨烯量子点边缘位置的磺酸官能化能使其稳定地重新分散在水中，即使在退火至250℃后仍保持高荧光活性，Hela细胞在高浓度量子点及长时间孵育条件下仍然保持良好的细胞活性，体现了磺化石墨烯量子点不具细胞毒性并具有环境友好性，最新研究表明它能促进人骨髓基质干细胞增殖与分化。

目前，单一组分的丝素蛋白电纺纤维膜已有报道，而将边缘磺化的量子点纳米材料与丝素蛋白共混，通过静电纺丝法制备复合纤维膜尚未见报道。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明通过将极小纳米级的量子点分散在再生丝素蛋白溶液中的方法，制备了一种制备磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜，其克服了量子点水溶液无法单独静电纺丝的性能，所制备的复合膜结合了丝素蛋白与磺化石墨烯量子点优良的生物相容性、可降解性，并且具有促进人骨髓基质干细胞(hMSCs)增殖分化的潜能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜的制备方法，其包括如下步骤：

步骤一、将天然蚕丝采用碳酸钠水溶液进行脱胶处理，烘干，获得脱胶丝；

步骤二、将步骤一获得的脱胶丝置于溴化锂水溶液中溶解，进行透析、离心，获得丝素蛋白溶液；

步骤三、将步骤二获得的丝素蛋白溶液进行真空冷冻干燥，获得丝素蛋白海绵；

步骤四、将步骤三获得的丝素蛋白海绵置于甲酸有机溶剂中溶解，添加磺化石墨烯量子点水溶液使其超声分散在蛋白溶液中以制备纺丝液；

步骤五、将步骤四获得的纺丝液进行电纺获得磺酸基量子点/丝素蛋白复合纳米纤维膜。

为了进一步地优化上述制备方法，本发明采取的技术措施还包括：

进一步地，所述制备方法具体包括如下步骤：