[发明专利]一种超薄透明丝素蛋白膜、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种超薄透明丝素蛋白膜、制备方法及应用。该丝素蛋白膜表面光滑无孔，成膜厚度可控，为0.5‑2µm，膜的透光率在可见光范围内超过90%。具体的制备方法是将丝素纤维或粉体溶解于含少量LiBr的有机溶剂中，得到高浓度的丝素蛋白液，然后将丝素蛋白液稀释过滤后，缓慢注入聚乙二醇溶液液面上，丝素蛋白液迅速在液‑气界面扩散并固化成膜，再经纯水清洗、干燥后得到超薄透明丝素蛋白膜。本发明的制备方法简单高效，丝素蛋白膜厚度薄、透明度高，可应用于细胞培养支架、生物活性界面和柔性透明电子材料等方面。

技术领域

本发明涉及一种天然高分子膜材料，具体涉及一种超薄透明丝素蛋白膜、制备方法及应用，属天然高分子材料领域。

背景技术

丝素蛋白是一种天然高分子，其具有优良的生物相容性、机械性能以及光学性质。将丝素纤维溶解后得到丝素蛋白溶液，再制成丝素蛋白膜，在生物医用材料、生物光电子材料以及柔性显示器件等方面有广泛的研究与应用。2010年的文献Nature Materials的第96期第511-517页公开的名称为“Dissolvable films of silk fibroin for ultrathinconformal bio-integrated electronics”，将流延干燥制备较厚的丝素蛋白膜负载导电层，再将丝素膜部分溶解得到超薄导电膜，应用于脑组织部位共形集成电路。2011年的文献Advanced Materials的第23期第1630-1634页公开的名称为“Flexible Organic Thin-Film Transistors with Silk Fibroin as the Gate Dielectric”，将PET膜在2%的丝素溶液中浸泡后干燥，形成丝素薄膜绝缘栅极。2016年的文献Advanced Materials的第28期第4250-4265页公开的名称为“Silk Fibroin for Flexible Electronic Devices”，对应用丝素蛋白膜开发柔性电子器件进行综述。公开号为CN103861149A的中国发明专利“一种持久透明的丝素蛋白膜及其制备方法”将丝素溶液与小分子酰胺混合后干燥成膜，膜的透光率在90%以上，可用于人造角膜。公开号为CN101879098A的中国发明专利“使用丝蛋白的人工鼓膜及其制造方法”将丝素溶液干燥成膜应用于人工鼓膜。公开号为CN103361885A的中国发明专利“一种抗菌丝素纤维膜的制备方法”将纳米银混入丝素溶液中，再经静电纺丝法制备具有抗菌功能的丝素纤维膜，可用于生物医药领域。

但现有丝素蛋白膜的制备方法主要是溶液干燥法、静电纺丝法等，存在工艺条件繁复、耗时长、膜的均匀性差、膜的厚度难控制等问题，因此，改进丝素蛋白膜的制备方法，改善丝素蛋白膜的结构性能具有重要意义。近年来，基于液体表面的快速成膜技术引起研究者的关注，此法成膜速度快，成本低，膜的厚度薄且可控，具有推广应用优势。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种超薄透明丝素蛋白膜，所述丝素蛋白膜超薄柔软，膜表面光滑无孔，在可见光范围膜透光性可达90%以上，并且具有良好的力学性能和生物相容性，在细胞培养支架、生物活性界面和柔性透明电子材料等方面有良好的应用前景。

本发明的目的之二在于提供一种超薄透明丝素蛋白膜的制备方法，主要通过低浓度的LiBr有机溶剂体系溶解丝素，得到高浓度丝素蛋白液，再利用界面扩散原理使丝素蛋白液在有机溶液的液-气界面快速扩散成膜，方法简便高效，且丝素膜的厚度可调可控，包括以下步骤：

S1.将丝素纤维或粉体溶解于含LiBr的有机溶剂中，所述有机溶剂为甲醇或者丙酮，得到高浓度的丝素蛋白液；

S2.将步骤S1所得丝素蛋白液稀释至浓度为15~25%，将稀释丝素蛋白液离心过滤；

S3.将步骤S2得到的丝素蛋白液注入二醇溶液表面，迅速铺展成膜并固化；

S4.将步骤S3得到的丝素蛋白膜移出，用纯水浸泡、清洗，然后卷取，干燥，得到超薄透明丝素蛋白膜。