CN110129996A - 一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合纳米纤维膜制备领域，具体涉及一种壳聚糖‑普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法。所述制备方法为：分别将壳聚糖和普鲁兰多糖溶解于乙酸水溶液中，搅拌得到透明溶液；将普鲁兰多糖与壳聚糖溶液以一定比例混合，搅拌得到纺丝溶液；于常温常压环境下，利用静电纺丝设备对纺丝液实施静电纺丝，得到纳米纤维膜。本发明主要利用普鲁兰多糖的助纺能力，克服了壳聚糖不易纺丝的缺点，制备了具有良好生物相容性和热稳定性的天然可食用多糖纳米纤维膜，制备方法简便且操作简单。

Description

一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备 方法
技术领域
本发明涉及复合纳米纤维膜制备领域，具体涉及一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法。
背景技术
纳米纤维具有较大的比表面积，独特的力学、光学、电学、热学及表面特性，使其在经过功能化处理后，可被广泛应用于生物制药、过滤、食品、纺织和电子等领域。静电纺丝技术是目前唯一能够连续有效制备纳米纤维的纺丝技术，其优点包括以下几方面：例如生产过程中无需加热、操作简单、成本较低等。因此，利用静电纺丝技术制备纳米纤维俨然已经成为近年来的研究热点
相较于人工合成聚合物而言，天然高分子聚合物具备更好的生物相容性、生物可降解性以及较低的毒性。因此，利用天然高分子聚合物作为原料制备纳米纤维并探究其应用已逐渐成为目前的研究趋势。
壳聚糖是一种自然界含量极其丰富的无毒天然高分子，经过多年研究，科研人员发现壳聚糖除具有良好的生物相容性和生物可降解性之外，还具有广谱抗菌、抗感染、、抗肿瘤功效并且在伤口愈合、血脂调节及增强免疫力等方面都具有相应的积极作用，已被广泛应用于生物医学等领域。例如可将壳聚糖制备成组织工程支架、医用敷料、手术缝合线、人造皮肤以及药物缓释载体等多种生物材料。然而由于在高的静电压下，壳聚糖主链上离子之间的斥力阻碍了纤维的形成。导致壳聚糖的可纺性不高。目前解决这一困难的方法主要包括两方面：一是将壳聚糖溶于三氟醋酸等有机溶剂；二是将壳聚糖与易于纺丝的人工合成高分子聚合物混合静纺，但是两种方法涉及有毒试剂的使用，从而极大地限制了壳聚糖纳米纤维在食品和医药领域的应用。
普鲁兰多糖是一种由出芽梗霉所产生的微生物多糖。具有无色、无味、无毒、易溶于水等特性同时具备良好的成膜性、成型性、纺丝性以及生物可降解性。相关研究已证明了普鲁兰多糖的助纺能力，例如，Aceituno-Medina等科研人员成功制备了紫红花蛋白/普鲁兰多糖纳米纤维，Drosou等研究人员成功制备了乳清分离蛋白/普鲁兰多糖纳米纤维，Aguilar-Vázquez研究人员成功制备了豌豆蛋白/普鲁兰多糖纳米纤维等。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于利用普鲁兰多糖作为助纺剂来提高壳聚糖的可纺性，制备了以天然可食用高分子化合物为基质的壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜；通过调节壳聚糖与普鲁兰多糖的比例得到不同直径、不同热稳定性的纳米纤维膜，为此复合纳米纤维膜在食品和医药领域的应用提供基础数据。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法，所述方法步骤如下：
(1)将一定量壳聚糖溶于乙酸水溶液，磁力搅拌溶解8-12h，得到均一稳定的透明溶液；
(2)将一定量普鲁兰多糖溶于乙酸水溶液，磁力搅拌6-8h，得到均一稳定的透明溶液；
(3)将两种多糖的乙酸水溶液混合，搅拌，保证混合后的纺液中，总多糖的质量分数为10％；
(4)将步骤(3)得到的纺液通过静电纺丝后干燥，得到所述纳米纤维膜。
优选地，步骤(1)中所述的壳聚糖相对分子质量(Mw)约为400000。
优选地，步骤(2)中所述的普鲁兰多糖相对分子质量(Mw)约为200000。
优选地，步骤(1)(2)中的乙酸水溶液中，冰乙酸：水的体积比为1:1。
优选地，步骤(3)中混合后的总多糖质量分数为10％的纺液中，壳聚糖与普鲁兰多糖的质量比为40:60，30:70，20:80。
优选地，步骤(4)中所述静电纺丝的条件为：针头直径0.6～0.8mm，针头到接收器的距离为10～15cm，电压为10～15kv，纺液推进速度为0.4～0.6mL/h，纺丝时间3～6h。
有益效果
(1)本发明方法中通过使用普鲁兰多糖改善了壳聚糖的可纺性，避免了有毒试剂的使用，提高了静电纺丝纳米纤维的生物相容性。
(2)本发明方法分析了纳米纤维形成机理。
(3)本发明方法制备了不同热稳定性的纳米纤维。
附图说明
图1a，b，c分别为实施例1、实施例2和实施例3中所述壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图2为实施例1、实施例2和实施例3中所述壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的红外光谱；
图3为实施例1、实施例2和实施例3中所述壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的示差扫描量热曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
以下实例中提到的主要试剂信息如下：壳聚糖，分子量400000，生产厂家为国药集团化学试剂有限公司；普鲁兰多糖，分子量200000，生产厂家为天津北洋百川生物技术有限公司；冰乙酸购于国药集团化学试剂有限公司。
以下实例中提到的纤维扫描电镜图由扫描电子显微镜(SU8010型日本日立公司)测得；
以下实例中提到的纤维热力学性能采用差示扫描量热仪(Q200型美国TA公司)进行测试，取质量为5mg的样品置于氧化铝坩埚中，然后将坩埚放入机器中，设置氮气通入速率为40ml/min；加热区间为25℃至200℃，加热速率为10℃/min。
实施例1
(1)称取分子量为400000的壳聚糖4g于80ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌8h得到均一稳定的透明溶液。
(2)称取分子量为200000的普鲁兰多糖6g于20ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌6h得到均以稳定的透明溶液。
(3)将步骤(1)和(2)中所得的溶液混合，磁力搅拌4h得到均一稳定的透明溶液。该溶液总聚合物质量分数为10％，壳聚糖与普鲁兰多糖的比例为40:60，此时壳聚糖的浓度是制备壳聚糖溶液的最大比例，超过此比例，溶液转化为凝胶。
(4)将步骤(3)所得的溶液吸入10ml的注射器，装上直径为0.8mm的针头，流速控制在0.5ml/h，调整针头到接收器的距离为10cm，设置电压为15kv，与常温常压下纺丝5h，然后在室温下干燥3h，即得纳米纤维膜。
实施例2
(1)称取分子量为400000的壳聚糖3g于60ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌8h得到均一稳定的透明溶液。
(2)称取分子量为200000的普鲁兰多糖7g于40ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌6h得到均以稳定的透明溶液。
(3)将步骤(1)和(2)中所得的溶液混合，磁力搅拌4h得到均一稳定的透明溶液。该溶液总聚合物质量分数为10％，壳聚糖与普鲁兰多糖的比例为30:70。
(4)将步骤(3)所得的溶液吸入10ml的注射器，装上直径为0.8mm的针头，流速控制在0.5ml/h，调整针头到接收器的距离为10cm，设置电压为15kv，与常温常压下纺丝5h，然后在室温下干燥3h，即得纳米纤维膜。
实施例3
(1)称取分子量为400000的壳聚糖2g于55ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌8h得到均一稳定的透明溶液。
(2)称取分子量为200000的普鲁兰多糖8g于45ml的50％乙酸水溶液中，磁力搅拌6h得到均以稳定的透明溶液。
(3)将步骤(1)和(2)中所得的溶液混合，磁力搅拌4h得到均一稳定的透明溶液。该溶液总聚合物质量分数为10％，壳聚糖与普鲁兰多糖的比例为20:80。
(4)将步骤(3)所得的溶液吸入10ml的注射器，装上直径为0.8mm的针头，流速控制在0.5ml/h，调整针头到接收器的距离为10cm，设置电压为15kv，与常温常压下纺丝5h，然后在室温下干燥3h，即得纳米纤维膜。
实施例1、实施例2、实施例3得到的壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的扫描电镜图如图1所示。由图1可知，实施例1的纳米纤维膜中串珠数量最多，且细丝网状纤维最多，实施例3中串珠数量最少，细丝网装纤维数量最少，纤维直径分布较为均一。说明随着普鲁兰浓度的增加，改善了壳聚糖不易纺丝的特性，静电纺丝难度逐渐降低，得到纤维直径均一稳定的壳聚糖/普鲁兰多糖纳米纤维。
实施例1、实施例2、实施例3得到的壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的红外光谱如图2所示。查阅文献可知3300cm-1附近的吸收峰为-OH的伸缩振动吸收峰，1580cm-1附近的吸收峰为NH2的弯曲振动吸收峰。由图2可知随着壳聚糖浓度的增加，-OH振动峰和NH2弯曲振动峰的逐渐向低波数移动，说明-OH和NH2之间存在氢键相互作用力，因此静电纺丝纳米纤维形成的原因是壳聚糖分子和普鲁兰多糖分子间形成了氢键相互作用力
实施例1、实施例2、实施例3得到的壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的热力学性质如图3所示。查阅文献可知由图3所知，随着壳聚糖浓度的增加，纳米纤维膜的熔点由实例1中的167.45℃,增加到实例2中的168.15℃和实例三中的170.75℃，即说明了三种纳米纤维膜都具有良好的热稳定性以及壳聚糖和普鲁兰多糖之间存在氢键相互作用力，增加了纳米纤维膜的熔点。

Claims (7)

1.一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：
(1)将一定量壳聚糖溶于乙酸水溶液，磁力搅拌溶解8-12h，得到均一稳定的透明溶液；
(2)将一定量普鲁兰多糖溶于乙酸水溶液，磁力搅拌6-8h，得到均一稳定的透明溶液；
(3)将两种多糖的乙酸水溶液混合，搅拌，得到不同壳聚糖与普鲁兰多糖比例的混合溶液；
(4)将步骤(3)得到的混合溶液在一定静电纺丝条件下通过静电纺丝后干燥，得到所述纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的壳聚糖相对分子质量(Mw)约为400000。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的普鲁兰多糖相对分子质量(Mw)约为200000。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜制备方法，其特征在于：步骤(1)(2)中的乙酸水溶液中，冰乙酸：水的体积比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜制备方法，其特征在于：步骤(3)中的混合溶液总多糖质量分数为10％，壳聚糖与普鲁兰多糖的质量比为40:60，30:70，20:80。
6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-普鲁兰多糖纳米纤维膜制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述静电纺丝的条件为：针头直径0.6～0.8mm，针头到接收器的距离为10～15cm，电压为10～15kv，纺液推进速度为0.4～0.6mL/h，纺丝时间3～6h。
7.一种壳聚糖-普鲁兰多糖静电纺丝复合纳米纤维膜，其特征在于：通过权利要求1～6任一项所述的方法制备得到。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021161252A1 (en) * 2020-02-13 2021-08-19 Bakel S.R.L. Method of electrospinning natural polymers
CN115192550A (zh) * 2022-06-14 2022-10-18 苏州大学 壳聚糖/普鲁兰多糖微纤维载体及制备方法、缓释药物及制备方法、药物组合物
CN115612355A (zh) * 2022-06-21 2023-01-17 中国科学院南海海洋研究所 一种普鲁兰多糖与乙酸纤维素疏水抗腐蚀涂层配方和涂层制备方法
CN117323256A (zh) * 2023-09-11 2024-01-02 深圳市华新纳微科技有限公司 纳米纤维面膜及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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