CN104231283B - 一种用活性peg制备丝素纳米颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，它是利用酶溶解将透析过的丝素溶液降解至较小分子量，再将活化的PEG溶液在低温下滴加到含有四硼酸钠的丝素溶液中，混合溶液静置后得到丝素纳米颗粒溶液，经离心洗涤干燥，得到单分散性良好的丝素纳米颗粒。本发明利用酶降解控制丝素蛋白分子量的分布，并利用活性PEG促进丝素蛋白自组装，得到的丝素颗粒粒径小，分布均匀，安全无毒。

Description

一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法
技术领域：
本发明属于纺织材料技术领域，特别涉及一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法。
背景技术：
丝素蛋白是一种性能优良的生物大分子，丝素蛋白不溶于水、乙醇等有机溶剂，但经脱胶，溶解于某些中性盐的浓溶液后，透析固化容易得到粉末、膜、颗粒和凝胶等不同形态的材料。以丝素蛋白为原料制备的丝素纳米颗粒具有良好的透氧性、药物渗透性、无毒性、无刺激性，具有良好的生物相容性并可以被生物降解。
制备丝素纳米颗粒的方法主要有乳化法、去溶剂化法、共混膜法、自组装法、盐析法和机械粉碎法。乳化法需要加入和去除有机溶剂，残留的有机溶剂可能会引起毒性。去溶剂法是加入天然盐或者乙醇，再经离心提纯超声过滤冻干等手段得到丝素纳米颗粒，方法较复杂。共混膜法是将有机溶剂与蛋白质溶液混合后风干成膜，再溶解去除有机溶剂得到丝素纳米颗粒，但颗粒粒径较大，可达微米级别。机械粉碎法是利用多次机械粉碎制得纳米颗粒，方法时间长，粒径不可控。
自组装法是目前较有发展前景的方法，当体系拆分成相应的亚单元时，在一定的条件下，这些亚单元会重新混合组合成完整结构。丝素蛋白质自组装主要依靠氢键、静电相互作用、疏水作用等次级键的作用组成丝素纳米颗粒。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，该方法利用酶降解控制丝素蛋白分子量的分布，并利用活性PEG溶液促进丝素蛋白自组装，得到的丝素颗粒粒径小，分布均匀，安全无毒。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，包括以下步骤：
(1)将蚕丝进行脱胶、溶解、透析处理后得到丝素蛋白溶液，再稀释，加入酶溶液，酶解得到降解的丝素蛋白溶液；
(2)将降解的丝素蛋白溶液中加入硼酸钠，低温处理，与活性PEG溶液混合均匀，室温静置，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
(3)将丝素纳米颗粒进行离心洗涤干燥，得到单分散性较好的丝素纳米颗粒。
作为上述技术方案的优选，步骤1所述的丝素蛋白溶液浓度为0.5-3％。
作为上述技术方案的优选，步骤1所述的酶为弹性蛋白酶，酶解时间为2-20min。
作为上述技术方案的优选，步骤1所述的降解的丝素蛋白分子量为20-100kDa。
作为上述技术方案的优选，步骤2所述的硼酸钠的质量为0.4-0.6g。
作为上述技术方案的优选，步骤2所述的低温的温度为4-8℃。
作为上述技术方案的优选，步骤2所述的活性PEG溶液质量分数为2-5％。
作为上述技术方案的优选，步骤2所述的混合方法为超声处理，处理时间10-30min。
作为上述技术方案的优选，步骤3所述的洗涤的溶剂为乙醇。
作为上述技术方案的优选，步骤2所述的丝素纳米颗粒的粒径为249-681nm。
本发明的有益效果在于：利用酶降解可有效控制丝素分子量的分布，利用活性PEG可促进丝素蛋白进行自组装形成纳米颗粒，得到的丝素颗粒粒径小，分布均匀，安全无毒。本发明方法中并未涉及有毒物质，对环境友好，生态环保。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：
将蚕丝用碳酸氢钠脱胶，溴化锂溶液溶解，透析袋透析处理后得到浓度为3％的丝素蛋白溶液，再将浓度稀释至1％后，加入弹性蛋白酶溶液，酶解20min，得到分子量为70-100kDa的丝素蛋白溶液；
将降解的丝素蛋白溶液中加入0.6g的硼酸钠，调节温度至4℃，与质量分数为5％的活性PEG溶液用超声处理30min混合均匀，室温静置12小时，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
将丝素纳米颗粒溶液进行离心，乙醇洗涤，干燥得到平均粒径为681nm的单分散性较好的丝素纳米颗粒。
实施例2：
将蚕丝用碳酸氢钠脱胶，溴化锂溶液溶解，透析袋透析处理后得到浓度为0.5％的丝素蛋白溶液，再将浓度稀释至0.1％后，加入弹性蛋白酶溶液，酶解2min，得到分子量为15-20kDa的丝素蛋白溶液；
将降解的丝素蛋白溶液中加入0.4g的硼酸钠，调节温度至8℃，与质量分数为2％的活性PEG溶液用超声处理10min混合均匀，室温静置12小时，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
将丝素纳米颗粒溶液进行离心，乙醇洗涤，干燥得到平均粒径为249nm的单分散性较好的丝素纳米颗粒。
实施例3：
将蚕丝用碳酸氢钠脱胶，溴化锂溶液溶解，透析袋透析处理后得到浓度为1％的丝素蛋白溶液，再将浓度稀释至0.3％后，加入弹性蛋白酶溶液，酶解5min，得到分子量为40-60kDa的丝素蛋白溶液；
将降解的丝素蛋白溶液中加入0.5g的硼酸钠，调节温度至5℃，与质量分数为3％的活性PEG溶液用超声处理20min混合均匀，室温静置12小时，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
将丝素纳米颗粒溶液进行离心，乙醇洗涤，干燥得到平均粒径为452nm的单分散性较好的丝素纳米颗粒。
实施例4：
将蚕丝用碳酸氢钠脱胶，溴化锂溶液溶解，透析袋透析处理后得到浓度为2％的丝素蛋白溶液，再将浓度稀释至0.5％后，加入弹性蛋白酶溶液，酶解10min，得到分子量为30-57kDa的丝素蛋白溶液；
将降解的丝素蛋白溶液中加入0.4g的硼酸钠，调节温度至6℃，与质量分数为4％的活性PEG溶液用超声处理30min混合均匀，室温静置12小时，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
将丝素纳米颗粒溶液进行离心，乙醇洗涤，干燥得到平均粒径为375nm的单分散性较好的丝素纳米颗粒。
实施例5：
将蚕丝用碳酸氢钠脱胶，溴化锂溶液溶解，透析袋透析处理后得到浓度为1％的丝素蛋白溶液，再将浓度稀释至0.2％后，加入弹性蛋白酶溶液，酶解20min，得到分子量为小于20kDa的丝素蛋白溶液；
将降解的丝素蛋白溶液中加入0.4g的硼酸钠，调节温度至4℃，与质量分数为3％的活性PEG溶液用超声处理30min混合均匀，室温静置12小时，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
将丝素纳米颗粒溶液进行离心，乙醇洗涤，干燥得到平均粒径为327nm的单分散性较好的丝素纳米颗粒。

Claims (10)

1.一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将蚕丝进行脱胶、溶解、透析处理后得到丝素蛋白溶液，再稀释，加入酶溶液，得到降解的丝素蛋白溶液；
(2)将降解的丝素蛋白溶液中加入硼酸钠，低温处理，与活性PEG溶液混合均匀，室温静置，去除上清液，得到丝素纳米颗粒溶液；
(3)将丝素纳米颗粒进行离心洗涤干燥，得到单分散性较好的丝素纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤1所述的丝素蛋白溶液浓度为0.5-3％。
3.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤1所述的酶为弹性蛋白酶，酶解时间为2-20min。
4.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤1所述的降解的丝素蛋白分子量为20-100kDa。
5.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤2所述的硼酸钠的质量为0.4-0.6g。
6.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤2所述的低温的温度为4-8℃。
7.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤2所述的活性PEG溶液质量分数为2-5％。
8.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤2所述的混合方法为超声处理，处理时间10-30min。
9.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤3所述的洗涤的溶剂为乙醇。
10.根据权利要求1所述的一种用活性PEG制备丝素纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤2所述的丝素纳米颗粒的粒径为249-681nm。
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