CN103756335A - 一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，属于皮革加工技术领域，包括以下步骤：1）将酪蛋白溶液和角蛋白溶液按混合后，调节混合溶液的pH值至3.5～7.0，静置20～30h，得混合液；2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向混合液中加入转移酶，固定0.5～2h后，灭活，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束。本发明简单易行，制备过程不使用有机溶剂，无污染，为利用天然蛋白质制备复合胶束提供了新途径。
Description
技术领域
本发明属于皮革加工技术领域，具体涉及一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法。
背景技术
分子自组装是指分子间通过非共价键的相互作用自发组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。蛋白质分子具有双亲性，分子链中同时存在亲水基团和疏水基团。通过不同蛋白质分子之间发生自组装可以形成具有某种特性的自组装复合胶束，此种复合胶束具有特定的结构及良好的稳定性。另外，具有很好的生物相容性及生物可降解性。这种复合胶束在药物载体，生物膜方面具有良好的应用前景。
蛋白质属于两性聚电解质嵌段共聚物。聚电解质可以通过静电，疏水相互作用，氢键等相互作用形成具有规则结构的空心微囊、胶束或微粒的自组装体。聚电解质自组装一般采用可溶性的尤其是水溶性的线性高分子来实现组装。具有明显的亲水性差异的聚电解质嵌段共聚物可以在水溶液中自组装成胶束，另外，带有相反电荷的两种嵌段共聚物由于静电作用而发生自组装。由于聚电解质分子的长链结构，相邻链段的分子构想不需要发生显著的变化，因此复合反应较易发生。聚电解质自组装胶束的形成主要受溶液离子强度，pH值，温度及浓度等影响。
目前，利用天然蛋白质自组装成聚电解质复合胶束的实例不多。还没有利用酪蛋白和角蛋白自组装成聚电解质复合胶束的研究报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，该方法操作简单，环境友好，制得的蛋白聚电解质复合胶束稳定性好、可控性高。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，包括以下步骤：
1）将质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液和质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液按（1～4）:1的质量比混合后，调节混合溶液的pH值至3.5～7.0，静置20～30h，得混合液；
2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向混合液中加入转移酶，固定0.5～2h后，灭活，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束；其中，所述的干物质蛋白为酪蛋白和角蛋白的质量总和。
步骤1）所述质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液是将0.5～1.0g酪蛋白加入5～10g的浓度为0.5～1.5mol/L的碱性溶液中，连续浸泡12～36h后，再加入89～94.5g水，搅拌反应，得到质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液；所述的碱性溶液为NaOH溶液或KOH溶液；所述的搅拌反应时间为0.5～3h。
步骤1）所述质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液是将0.5～1.0g角蛋白加入98～99g水中，混匀后，再加入0.5～1g的固体NaOH，在45～60℃下，搅拌反应，得到质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液；所述搅拌反应时间为0.5～4h。
步骤2）所述的转移酶为谷氨酰胺转移酶。
步骤2）所述的灭活温度为80～90℃，灭活时间为5～15min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明将酪蛋白溶液和角蛋白溶液混合后，调节混合溶液的pH值至3.5～7.0，利用两种蛋白之间不同组分的等电点差异及亲疏水性差异进行自组装形成复合胶束，同时，对复合胶束结构用转移酶进行固定，因此是一种绿色的制备聚电解质复合胶束的方法。本发明简单易行，且制备过程不使用有机溶剂，无污染，为利用天然蛋白质制备复合胶束提供了新途径，本发明具有以下优点：
1、本发明利用酪蛋白与角蛋白及谷氨酰胺转移酶等天然生物大分子，因此对环境无害；
2、本发明制得的酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束生物相容性好，可生物降解；
3、本发明制得的酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束稳定性好；
4、本发明制得的酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束结构具有可控性。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束的扫描电镜照片；
图2为本发明实施例1制得的酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束的原子力显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，包括以下步骤：
1）酪蛋白溶液和角蛋白溶液的制备
将0.5g酪蛋白加入5g浓度为1.0mol/L的KOH溶液中，连续浸泡24个小时后，再加入94.5g去离子水，持续磁力搅拌反应2h，溶液的pH值调节到7.0，得到质量分数为0.5%的酪蛋白溶液；
将0.5g羊毛角蛋白粉末加入到98.5g的去离子水中，混匀后，再加入1g固体NaOH，在50℃下，持续磁力搅拌反应3h，溶液的pH调节至9.0左右，得到质量分数为0.5%的透明的角蛋白溶液。
2）酪蛋白酶交联聚合物的制备
将24g质量分数为0.5%的酪蛋白溶液和6g质量分数为0.5%的角蛋白溶液混合后，调节混合溶液的pH值至7.0，将溶液静置于室温下24小时，得到混合液，这两种蛋白因为亲疏水的差异而充分发生自组装；
3）固定
向混合液中加入0.15g谷氨酰胺转移酶，固定1h，然后在90℃下，灭活10min，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束。
参见图1，为制得的酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束的扫描电镜图，放大倍数为8万倍；参见图2，为制得的酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束的原子力显微镜照片，从图中可以看出，酪蛋白/角蛋白聚电解质复合胶束具有稳定均一的结构，此结构不同与单独酪蛋白或角蛋白的胶束结构，具有特定的形貌及机构，此结构与其所成膜的优良力学及其它性能有着密切的关系。
实施例2
一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，包括以下步骤：
1）酪蛋白溶液和角蛋白溶液的制备
将0.5g酪蛋白加入5g浓度为1.0mol/L的KOH溶液中，连续浸泡20个小时后，再加入94.5g去离子水，持续磁力搅拌反应2h，溶液的pH值调节到7.0，得到质量分数为0.5%的酪蛋白溶液；
将0.5g羊毛角蛋白粉末加入到98.5g的去离子水中，混匀后，再加入1g固体NaOH，在50℃下，持续磁力搅拌反应2h，溶液的pH调节至9.0左右，得到质量分数为0.5%的透明的角蛋白溶液。
2）酪蛋白酶交联聚合物的制备
将15g质量分数为0.5%的酪蛋白溶液和15g质量分数为0.5%的角蛋白溶液混合后，调节混合溶液的pH值至6.8，将溶液静置于室温下20小时，得到混合液，这两种蛋白因为亲疏水的差异而充分发生自组装；
3）固定
向混合液中加入0.15g谷氨酰胺转移酶（按照每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，干物质蛋白即为酪蛋白和角蛋白的质量总和）固定1h，然后在90℃下，灭活5min，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束。
实施例3
一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，包括以下步骤：
1）酪蛋白溶液和角蛋白溶液的制备
将1.0g酪蛋白加入8g浓度为1.3mol/L的NaOH溶液中，连续浸泡12个小时后，再加入91g去离子水，持续磁力搅拌反应3h，溶液的pH值调节到7.0，得到质量分数为1.0%的酪蛋白溶液；
将1.0g羊毛角蛋白粉末加入到98g的去离子水中，混匀后，再加入1g固体NaOH，在45℃下，持续磁力搅拌反应4h，溶液的pH调节至9.0左右，得到质量分数为1.0%的透明的角蛋白溶液。
2）酪蛋白酶交联聚合物的制备
将24g质量分数为1.0%的酪蛋白溶液和8g质量分数为1.0%的角蛋白溶液混合后，调节混合溶液的pH值至5.2，将溶液静置于室温下30小时，得到混合液，这两种蛋白分子因为所带相反电荷而发生自组装；
3）固定
向混合液中加入0.1g谷氨酰胺转移酶，（按照每克干物质蛋白加入20U转移酶的添加量，干物质蛋白即为酪蛋白和角蛋白的质量总和）固定2h，然后在80℃下，灭活15min，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束。
实施例4
一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，包括以下步骤：
本实施例采用低分子量水溶性较好的角蛋白。
1）酪蛋白溶液和角蛋白溶液的制备
将1.0g酪蛋白加入10g浓度为1.5mol/L的KOH溶液中，连续浸泡36个小时后，再加入89g去离子水，持续磁力搅拌反应0.5h，溶液的pH值调节到7.0，得到质量分数为1.0%的酪蛋白溶液；
将0.8g羊毛角蛋白粉末加入到98.7g的去离子水中，混匀后，再加入0.5g固体NaOH，在60℃下，持续磁力搅拌反应0.5h，溶液的pH调节至9.0左右，得到质量分数为0.8%的透明的角蛋白溶液。
2）酪蛋白酶交联聚合物的制备
将15g质量分数为1.0%的酪蛋白溶液和15g质量分数为0.8%的角蛋白溶液混合后，调节混合溶液的pH值至3.5，将溶液静置于室温下24小时，得到混合液，这两种蛋白分子因为所带相反电荷而发生自组装；
3）固定
向混合液中加入0.2g谷氨酰胺转移酶，（按照每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，干物质蛋白即为酪蛋白和角蛋白的质量总和）固定0.5h，然后在85℃下，灭活10min，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束。
Claims (8)
1.一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液和质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液按（1～4）:1的质量比混合后，调节混合溶液的pH值至3.5～7.0，静置20～30h，得混合液；
2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向混合液中加入转移酶，固定0.5～2h后，灭活，得到酪蛋白和角蛋白的聚电解质复合胶束；其中，所述的干物质蛋白为酪蛋白和角蛋白的质量总和。
2.根据权利要求1所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，步骤1）所述质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液是将0.5～1.0g酪蛋白加入5～10g的浓度为0.5～1.5mol/L的碱性溶液中，连续浸泡12～36h后，再加入89～94.5g水，搅拌反应，得到质量分数为0.5%～1%的酪蛋白溶液。
3.根据权利要求2所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为NaOH溶液或KOH溶液。
4.根据权利要求2所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，所述的搅拌反应时间为0.5～3h。
5.根据权利要求1所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，步骤1）所述质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液是将0.5～1.0g角蛋白加入98～99g水中，混匀后，再加入0.5～1g的固体NaOH，在45～60℃下，搅拌反应，得到质量分数为0.5%～1%的角蛋白溶液。
6.根据权利要求5所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，所述搅拌反应时间为0.5～4h。
7.根据权利要求1所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的转移酶为谷氨酰胺转移酶。
8.根据权利要求1所述的一种蛋白聚电解质复合胶束的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的灭活温度为80～90℃，灭活时间为5～15min。
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