CN103768654B

CN103768654B - 一种水溶性丝素粉及其制备方法

Info

Publication number: CN103768654B
Application number: CN201210397390.1A
Authority: CN
Inventors: 周涓; 施丽君; 魏岱旭; 朱君; 何丹农
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: CN103768654A

Abstract

本发明提供一种水溶性丝素粉及其制备方法，其制备步骤如下：（1）再生丝素溶液的提取；（2）丝素水溶液的制备；（3）水溶性丝素粉的制备；（4）不同尺寸的丝素粉的制备。本发明的优点在于：易操作性：丝素粉的制备工艺简单易于操作，不需要复杂的设备即可实现；制备安全性：制备过程中不使用有毒或对环境有污染的有机试剂，实现制备过程的安全环保；样品易保存性：水溶性的丝素粉经冻干处理，易于长期保存，水溶性的特性使其能方便的作为添加剂加入到护肤品或者生物医药材料里，也可以将其进行水溶后进一步制备多种形式的再生丝素材料。

Description

一种水溶性丝素粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种水溶性丝素粉及其制备方法，属于生物医药领域或者护肤品领域。

背景技术

丝素蛋白由于具有良好的生物相容性，广泛的用于生物材料的研发，如人工皮肤、人工角膜、人工血管、人工食道、药物缓释载体等，其特有的氨基酸组成及富含的多种调湿因子，也使丝素蛋白作为一种添加剂加入到护肤品中，广泛的用于护肤品领域。

现有的丝素粉的制备方法有很多，主要是针对不溶性丝素粉的制备，尤其是纳米级丝素粉或者结晶性丝素粉的制备。但其制备过程中大多涉及到有机溶剂的使用，有机溶剂对人体皮肤以及各种器官都有一定的刺激及毒害作用，因此有机溶剂的残留无论是对于生物医药领域或者是护肤品领域都是广大患者或者使用者所忌讳的。文献公开了一种固定化酶的丝素纳米颗粒及其制备方法，制备过程中引入了有机溶剂使丝素变性和结构转化，形成结晶性丝素微粒。文献公开了一种纳米丝素颗粒的制造方法，将水溶性丝素溶液与有机溶剂混合，引起丝素分子结构快速β化，形成的结晶微粒经去除有机溶剂后再行分散处理，得到不溶性的纳米丝素颗粒。有机溶剂去除需要经过反复离心脱水处理，过程繁琐。Thanonchat Imsombut等采用油包水型的乳液分散技术得到了球状的丝素微球，制备过程中使用了Span80乳化剂，乙酸乙酯等试剂，为了得到丝素微球，需要进行反复的清洗过程才能去除这些有机试剂得到纯的丝素微球（Powder Technology 203 (2010) 603–608）。如果能在加工过程中尽量避免有机溶剂的引入，将不仅使生产过程更安全环保，后期使用也能避免有机溶剂残留所带来的副作用或者安全隐患。此外，也有不通过有机溶剂使其变形得到不溶性丝素粉末的方法，如喷雾干燥、高温高压法等。文献公开了一种蚕丝素粉的制造方法，利用了膨化技术，将脱胶的蚕丝在密闭容器中通入高压饱和水蒸汽、再突然减压使其变成蚕丝素粉。脱胶处理只能去除蚕丝表面的丝胶，不能除去可能存在的其他杂质。这种方法制备出的蚕丝素粉未经过提纯处理，所得到的丝素粉很难用于对纯度要求较高的生物医药领域或者护肤品领域。

丝素再生后被加工成各种形式，如膜、多孔海绵、纤维、微粒等等，以实现其不同的用途和功能。由于丝素在加工的过程中容易发生结构转变，易形成不溶性的丝素材料，这导致水溶性的丝素材料难以长期保存。用酶解的办法制备得到的水溶性丝素材料，由于酶也是蛋白质，二者亲和力强，难以除去，进而很难得到纯的丝素材料。丝素的再生及各种材料的制备首先涉及到丝素水溶液的提取。丝素水溶液提取的技术已非常成熟，但提取的再生丝素水溶液如果放置时间久易变性成凝胶，导致无法进一步进行加工处理。如能将其加工成水溶性的丝素粉更有利于保存和使用，促进丝素相关功能性产品的发展，创造更大的经济效益。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种水溶性丝素粉，其特征在于，尺寸分布范围为1～8000微米，完全水溶性。

本发明还提供了一种水溶性丝素粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）再生丝素溶液的提取：削口茧或者缫丝进行脱胶处理，脱胶后的蚕丝清洗干净烘干后，一定温度下溶解在一定摩尔比的氯化钙/水/乙醇的三元溶液中，经透析抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在一定温度下搅拌浓缩或者加入蒸馏水稀释，得到一定质量浓度的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：一定浓度的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经机械力分散，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经研磨后的丝素粉经多级分选筛处理得到不同尺寸分布的均匀的丝素粉。

步骤（1）所述的温度为70～90℃。

步骤（1）所述的氯化钙/水/乙醇的三元溶液的摩尔比为1：8：0～1：8：2。

步骤（2）所述的搅拌温度为30～70℃。

步骤（2）所述的丝素水溶液的质量浓度为0.001～30﹪。

步骤（3）所述的机械力分散方法为轻微研磨、风力分散中的一种或者结合使用；

步骤（4）所用的多级分选筛目数范围为2～10000，丝素粉的尺寸分布范围根据筛的目数可得到尺寸分布范围为1～8000微米。

本发明的优点在于：（1）易操作性：丝素粉的制备工艺简单易于操作，不需要复杂的设备即可实现；（2）制备安全性：制备过程中不使用有毒或对环境有污染的有机试剂，实现制备过程的安全环保；（3）样品易保存性：水溶性的丝素粉经冻干处理，易于长期保存，水溶性的特性使其能方便的作为添加剂加入到护肤品或者生物医药材料里，也可以将其进行水溶后进一步制备多种形式的再生丝素材料。

附图说明

图1为实施例1所得到的平均尺寸为100微米左右的丝素粉图片。

图2为实施例1放大50倍后的扫描电镜图片。

图3为实施例1放大200倍后的扫描电镜图片。

图4为实施例3所得到的平均尺寸为300微米左右的丝素粉图片。

图5所示为实施例3放大50倍后的扫描电镜图片。

具体实施方式

实施例1：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的削口茧，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:2的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在60 ℃下搅拌浓缩，得到丝素质量浓度为15%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：15%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经轻微研磨，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经研磨后的丝素粉依次经过目数为80、160、200、400、1000的筛网，依次得到平均尺寸为180、100、80、40、15微米左右的丝素粉，如图1所示为平均尺寸为100微米左右的丝素粉，呈现丝素特有的光泽质感，图2所示为其放大50倍后的扫描电镜图片，呈现片状结构，图3所示为其放大200倍后的扫描电镜图片，其表面呈现蜂窝状结构。

实施例2：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的缫丝，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:0.1的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在60 ℃下搅拌浓缩，得到丝素质量浓度为5%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：5%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经风力分散，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经分散后的丝素粉依次经过目数为80、160、200、400、1000的筛网，依次得到平均尺寸为180、100、80、40、15微米左右的丝素粉。

实施例3：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的缫丝，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80 ℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:2的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在60℃下搅拌浓缩，得到丝素质量浓度为10%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：10%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经轻微研磨，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经研磨后的丝素粉依次经过目数为48的筛网，得到平均尺寸为300微米左右的丝素粉，如图4所示为平均尺寸为300微米左右的丝素粉，呈现丝素特有的光泽质感，图5所示为其放大50倍后的扫描电镜图片，呈现片状结构。

实施例4：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的削口茧，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80 ℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:1的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液加入蒸馏水稀释后，得到丝素质量浓度为0.1%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：0.1%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经风力分散，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经分散后的丝素粉依次经过目数为500、8000的筛网，得到平均尺寸为25、1.5微米左右的丝素粉。

实施例5：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的削口茧，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:1的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在40℃搅拌浓缩后，得到丝素质量浓度为20%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：20%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经轻微研磨再加上风力分散，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经分散后的丝素粉依次经过目数为10、50的筛网，得到平均尺寸为1700、270微米左右的丝素粉。

实施例6：

（1）再生丝素溶液的提取：称取20克的削口茧，置于0.5%的碳酸钠溶液中煮沸1小时，将蚕丝清洗干净，并置于恒温干燥箱中50℃下烘干，溶解在80 ℃下，氯化钙/水/乙醇摩尔比为1:8:2的三元溶液中，在蒸馏水中透析3天，抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液加入蒸馏水稀释后，得到丝素质量浓度为1%的丝素水溶液；

（3）水溶性丝素粉的制备：1%的丝素水溶液，在零下80℃预冻过夜，置于冷冻干燥机中24～48小时，得到丝素多孔海绵，再经风力分散，即得到水溶性的丝素粉；

（4）不同尺寸的丝素粉的制备：经分散后的丝素粉依次经过目数为500、5000的筛网，得到平均尺寸为25、2.5微米左右的丝素粉。

Claims

1.一种水溶性丝素粉的制备方法，所述水溶性丝素粉尺寸分布范围为1～8000微米，完全水溶性；其特征在于包括如下步骤：

（1）再生丝素溶液的提取：削口茧或者缫丝进行脱胶处理，脱胶后的蚕丝清洗干净烘干后，一定温度下溶解在一定摩尔比的氯化钙/水/乙醇的三元溶液中，经透析抽滤除杂后得到纯净的再生丝素溶液；所述的氯化钙/水/乙醇的三元溶液的摩尔比为1：8：0～1：8：2；

（2）丝素水溶液的制备：再生丝素溶液在一定温度下搅拌浓缩或者加入蒸馏水稀释，得到一定质量浓度的丝素水溶液；所述的丝素水溶液的质量浓度为0.001～30﹪；

2.根据权利要求1所述的一种水溶性丝素粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的温度为70～90℃。

3.根据权利要求1所述的一种水溶性丝素粉的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的搅拌温度为30～70℃。

4.根据权利要求1所述的一种水溶性丝素粉的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的机械力分散方法为轻微研磨、风力分散中的一种或者结合使用。

5.根据权利要求1所述的一种水溶性丝素粉的制备方法，其特征在于，步骤（4）所用的多级分选筛目数范围为2～10000，丝素粉的尺寸分布范围根据筛的目数可得到尺寸分布范围为1～8000微米。