CN114150398B - 一种纳米纤维膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种纳米纤维膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于纤维膜技术领域。本发明提供了一种纳米纤维膜，以亲水性天然高分子、亲脂性高分子和微晶体为原料，将精油乳化后包含于卵磷脂和胆固醇中得到脂质体，将获得的脂质体与光敏蛋白混合得到智能型脂质体，制备纺丝液a；以壳聚糖作为荷电剂，与聚乙烯醇共混后通过静电纺丝制备带有正电荷的纺丝液b，之后采用双向交叉静电纺丝技术，获得带有正电荷、贴合性较强、缓释性能较好的具有生物活性的纳米纤维膜，在抑制外来细菌、微生物滋生的同时，还可以对空气中病毒、细菌以及生物气溶胶等进行有效吸附，具有优异的防护作用。

Description

一种纳米纤维膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纤维膜技术领域，尤其涉及一种纳米纤维膜及其制备方法和应用。
背景技术
口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩的阻尘效率的高低是以其对微细粉尘，尤其对2.5微米以下的呼吸性粉尘的阻隔效率为标准。因为这一粒径的粉尘能直接入肺泡，对人体健康造成的影响最大。纱布口罩，其阻尘原理是机械式过滤，就是当粉尘冲撞到纱布时，经过一层层的阻隔，将一些大颗粒粉尘阻隔在沙布中。对于一些微细粉尘，尤其是小于2.5微米的粉尘，就会从纱布的网眼中穿过去，进入呼吸系统。防尘口罩，其滤料活性炭纤维毡垫或无纺布组成，那些小于2.5微米的呼吸性粉尘在穿过此种滤料的过程中被隔阻，起到过滤空气的作用。有些颗粒物的载体是油性时，这些物质附在静电无纺布上会降低电性，使细小粉尘穿透进入肺中，对人体的健康产生危害。因此，提供一种过滤效率高、吸附性高的口罩成为了亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种纳米纤维膜及其制备方法和应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种纳米纤维膜的制备方法，包含下列步骤：
(1)将环糊精的乙醇水溶液、精油和酒精混合后得到包合物；
(2)将卵磷脂、胆固醇、包合物和磷酸盐缓冲液混合后冷藏，得到脂质体；
(3)将脂质体、光敏蛋白混合后冻融，得到智能型脂质体；
(4)将亲水性高分子、亲脂性高分子、微晶体和乙醇溶液混合得到混合溶液；
(5)将混合溶液和步骤(4)中的智能型脂质体混合得到纺丝液a；
(6)将壳聚糖、聚乙烯醇和乙醇溶液混合得到纺丝液b；
(7)将纺丝液a和纺丝液b进行静电纺丝，即得所述纳米纤维膜。
作为优选，所述步骤(1)中环糊精和环糊精的乙醇水溶液的质量体积比为400～600mg：4～6mL；
所述环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1：2～3；
所述精油和环糊精的质量比为1：4～5，所述精油和酒精的质量比为1～2：1～2；
所述步骤(1)中混合的方式为精油和酒精顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液后进行搅拌；
所述滴加的速率为1～3mL/min，所述搅拌的速率为50～500rpm，所述搅拌的温度为20～30℃，所述搅拌的时间为6～7h。
作为优选，所述步骤(2)中胆固醇和卵磷脂的质量比为1：5～6，所述包合物和胆固醇的质量比为1：10～15，所述包合物和磷酸盐缓冲液的质量体积比为1：2.5～3，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.02～0.04mol/L；
所述步骤(2)中混合的方式为离心，所述离心的转速为4000～6000rpm，所述离心的时间为10～20min；
所述冷藏的温度为3～5℃，所述冷藏的时间为22～26h。
作为优选，所述步骤(3)中光敏蛋白和脂质体的质量比为1：18～22；
所述步骤(3)中混合的方式为水浴超声，所述水浴超声的温度为0～5℃，所述水浴超声的时间为10～20min，所述水浴超声的频率为30～60KHz；
所述步骤(3)中冻融的方式为顺次进行的冷藏和融化，所述冷藏的温度为-15～-20℃，所述冷藏的时间为2～3h；所述融化的温度为20～30℃；
所述冻融的次数大于等于5次。
作为优选，所述步骤(4)中亲水性高分子为玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白和明胶中的一种或几种；
所述亲脂性高分子为聚乙烯醇、海藻酸钠、透明质酸和聚乙二醇中的一种或几种；
所述微晶体为多糖纳米晶、纳米羟基磷灰石和细菌纤维素中的一种或几种；
所述亲水性高分子和亲脂性高分子的质量比为1～2：1～2；
所述乙醇溶液的质量分数为70～80％；
所得混合溶液中亲水性高分子的质量分数为10～15％；
所得混合溶液中微晶体的质量分数为5～10％。
作为优选，所述步骤(5)中智能型脂质体和混合溶液的质量体积比为1～50mg：50～1mL；
所述步骤(5)中混合的方式为顺次进行的搅拌和超声；
所述搅拌的转速为300～600rpm，所述搅拌的时间为1～2h；
所述超声的频率为30～60KHz，所述超声的时间为20～40min。
作为优选，所述步骤(6)中乙醇溶液的质量分数为70～80％，所述壳聚糖和聚乙烯醇的质量比为1：5～6，
所得纺丝液b中壳聚糖的质量分数为5～10％；
所述步骤(6)中混合的方式为顺次进行的搅拌和超声；
所述搅拌的转速为300～600rpm，所述搅拌的时间为1～2h；
所述超声的频率为30～60KHz，所述超声的时间为20～40min。
作为优选，所述步骤(7)中静电纺丝的方式为双向交叉对纺，所述纺丝液a和纺丝液b的体积比为1～50：50～1；
所述静电纺丝的电压为15～23kV，所述静电纺丝的接收距离为10～20cm，所述静电纺丝的推进速率为0.5～1.5mL/h。
本发明还提供了所述制备方法得到的纳米纤维膜。
本发明还提供了所述纳米纤维膜作为口罩芯材的应用。
本发明提供了一种纳米纤维膜，以亲水性天然高分子、亲脂性高分子和微晶体为原料，将精油乳化后包含于卵磷脂和胆固醇中得到脂质体，将获得的脂质体与光敏蛋白混合得到智能型脂质体，制备纺丝液a；以壳聚糖作为荷电剂，与聚乙烯醇共混后通过静电纺丝制备带有正电荷的纺丝液b，之后采用双向交叉静电纺丝技术，获得带有正电荷、贴合性强、缓释性能好的具有生物活性的纳米纤维膜。本发明还将纳米纤维膜应用于口罩芯材，将精油包裹于脂质体空心内，在磷脂双分子层上加入敏感性蛋白可在特定环境下降解后形成孔道，有利于精油等活性成分的扩散，在抑制外来细菌、微生物滋生的同时，还可以对空气中病毒、细菌以及生物气溶胶等进行有效吸附，具有优异的防护作用。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米纤维膜的制备方法，包含下列步骤：
(1)将环糊精的乙醇水溶液、精油和酒精混合后得到包合物；
(2)将卵磷脂、胆固醇、包合物和磷酸盐缓冲液混合后冷藏，得到脂质体；
(3)将脂质体、光敏蛋白混合后冻融，得到智能型脂质体；
(4)将亲水性高分子、亲脂性高分子、微晶体和乙醇溶液混合得到混合溶液；
(5)将混合溶液和步骤(4)中的智能型脂质体混合得到纺丝液a；
(6)将壳聚糖、聚乙烯醇和乙醇溶液混合得到纺丝液b；
(7)将纺丝液a和纺丝液b进行静电纺丝，即得所述纳米纤维膜。
在本发明中，所述步骤(1)中环糊精和环糊精的乙醇水溶液的质量体积比优选为400～600mg：4～6mL，进一步优选为450～550mg：4.5～5.5mL，更优选为480～520mg：4.8～5.2mL。
在本发明中，所述环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比优选为1：2～3，进一步优选为1：2.2～2.8，更优选为1：2.4～2.6。
在本发明中，将环糊精和乙醇水溶液的混合方式为搅拌，所述搅拌的温度优选为50～70℃，进一步优选为55～65℃，更优选为58～62℃；所述搅拌的时间优选为1.5～2.5h，进一步优选为1.6～2.4h，更优选为1.8～2.2h；所述搅拌的转速优选为50～500rpm，进一步优选为100～400rpm，更优选为200～300rpm。搅拌结束后获得环糊精的乙醇水溶液。
在本发明中，所述精油和环糊精的质量比优选为1：4～5，进一步优选为1：4.2～4.8，更优选为1：4.4～4.6；所述精油和酒精的质量比优选为1～2：1～2，进一步优选为1.2～1.8：1.2～1.8，更优选为1.4～1.6：1.4～1.6。
在本发明中，所述精油优选为薰衣草精油、洋甘菊精油、茶树精油、玫瑰精油、依兰精油、乳香精油、檀香精油和大西洋雪松精油中的一种或几种。
在本发明中，所述步骤(1)中混合的方式优选为精油和酒精顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液后进行搅拌。
在本发明中，所述滴加的速率优选为1～3mL/min，进一步优选为1.5～2.5mL/min，更优选为1.8～2.2mL/min；所述搅拌的速率优选为50～500rpm，进一步优选为100～400rpm，更优选为200～300rpm；所述搅拌的温度优选为20～30℃，进一步优选为22～28℃，更优选为24～26℃；所述搅拌的时间优选为6～7h，进一步优选为6.2～6.8h，更优选为6.4～6.6h。
在本发明中，所述搅拌结束后顺次进行冷藏、抽滤和烘干；所述冷藏的温度优选为3～5℃，进一步优选为3.5～4.5℃，更优选为3.8～4.2℃；所述冷藏的时间优选为1～1.5h，进一步优选为1.1～1.4h，更优选为1.2～1.3h；所述抽滤的孔径优选为0.2～0.25μm，进一步优选为0.21～0.24μm，更优选为0.22～0.23μm；所述烘干的温度优选为30～50℃，进一步优选为34～46℃，更优选为38～42℃；所述烘干的时间优选为2.5～3.5h，进一步优选为2.6～3.4h，更优选为2.8～3.2h。烘干后得到包合物。
在本发明中，所述步骤(2)中胆固醇和卵磷脂的质量比优选为1：5～6，进一步优选为1：5.2～5.8，更优选为1：5.4～5.6；所述包合物和胆固醇的质量比优选为1：10～15，进一步优选为1：11～14，更优选为1：12～13；所述包合物和磷酸盐缓冲液的质量体积比优选为1：2.5～3，进一步优选为1：2.6～2.9，更优选为1：2.7～2.8；所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度优选为0.02～0.04mol/L，进一步优选为0.025～0.035mol/L，更优选为0.028～0.032mol/L。
在本发明中，胆固醇和卵磷脂在使用前需要进行前处理，所述前处理为将卵磷脂、胆固醇和氯仿混合后干燥；所述氯仿和胆固醇的体积质量比优选为1：4～4.5，进一步优选为1：4.1～4.4，更优选为1：4.2～4.3；所述混合的方式优选为超声，所述超声的温度优选为70～90℃，进一步优选为75～85℃，更优选为77～83℃；所述超声的时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为14～16min；所述超声的频率优选大于等于30KHz，进一步优选大于等于40KHz，更优选大于等于50KHz；超声结束后得到混合体系，然后进行干燥；所述干燥的方式为旋转干燥，所述旋转干燥的温度优选为25～35℃，进一步优选为26～34℃，更优选为28～32℃；所述旋转干燥的转速优选为250～350rpm，进一步优选为260～340rpm，更优选为280～320rpm；所述旋转干燥的时间优选为8～10h，进一步优选为8.4～9.6h，更优选为8.8～9.2h。
在本发明中，所述步骤(2)中混合的方式优选为离心，所述离心的转速优选为4000～6000rpm，进一步优选为4500～5500rpm，更优选为4800～5200rpm；所述离心的时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为14～16min。
在本发明中，所述冷藏的温度优选为3～5℃，进一步优选为3.4～4.6℃，更优选为3.8～4.2℃；所述冷藏的时间优选为22～26h，进一步优选为23～25h，更优选为23.5～24.5h。
在本发明中，所述步骤(3)中光敏蛋白和脂质体的质量比优选为1：18～22，进一步优选为1：19～21，更优选为1：19.5～20.5。
在本发明中，所述步骤(3)中混合的方式优选为水浴超声，所述水浴超声的温度优选为0～5℃，进一步优选为1～4℃，更优选为2～3℃；所述水浴超声的时间优选为10～20min，进一步优选为12～18min，更优选为14～16min；所述水浴超声的频率优选为30～60KHz，进一步优选为35～55KHz，更优选为40～50KHz。
在本发明中，所述步骤(3)中冻融的方式优选为顺次进行的冷藏和融化，所述冷藏的温度优选为-15～-20℃，进一步优选为-16～-19℃，更优选为-17～-18℃；所述冷藏的时间优选为2～3h，进一步优选为2.2～2.8h，更优选为2.4～2.6h；所述融化的温度优选为20～30℃，进一步优选为22～28℃，更优选为24～26℃；所述融化的时间优选为2～3h，进一步优选为2.2～2.8h，更优选为2.4～2.6h。
在本发明中，所述冻融的次数优选大于等于5次，进一步优选大于等于6次，更优选大于等于8次。
在本发明中，将精油包裹于脂质体空心内，在磷脂双分子层上加入特定的敏感性蛋白形成可形成孔道，有利于精油等活性成分的扩散，抑制外来细菌的同时，吸入口腔可以抑制口臭和有效抑制微生物的滋生。并且鼻腔吸入精油后经神经传导，可以达到舒缓心情、降低压力的情绪调控效果，还赋予口罩香味，提高了佩戴的舒适性。
在本发明中，所述步骤(4)中亲水性高分子优选为玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白和明胶中的一种或几种。
在本发明中，所述亲脂性高分子优选为聚乙烯醇、海藻酸钠、透明质酸和聚乙二醇中的一种或几种。
在本发明中，所述微晶体优选为多糖纳米晶、纳米羟基磷灰石和细菌纤维素中的一种或几种。
在本发明中，所述亲水性高分子和亲脂性高分子的质量比优选为1～2：1～2，进一步优选为1.2～1.8：1.2～1.8，更优选为1.4～1.6：1.4～1.6。
在本发明中，所述乙醇溶液的质量分数优选为70～80％，进一步优选为72～78％，更优选为74～76％。
在本发明中，所得混合溶液中亲水性高分子的质量分数优选为10～15％，进一步优选为11～14％，更优选为12～13％。
在本发明中，所得混合溶液中微晶体的质量分数优选为5～10％，进一步优选为6～9％，更优选为7～8％。
在本发明中，将亲水性高分子和亲脂性高分子溶解在乙醇溶液中得到混合体系；溶解的方法采用本领域中常规的方法进行；然后将微晶体和混合体系混合，采用搅拌的方式得到混合溶液；所述搅拌的转速优选为300～600rpm，进一步优选为400～500rpm，更优选为440～460rpm；所述搅拌的时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h，更优选为1.4～1.6h。
在本发明中，所述步骤(5)中智能型脂质体和混合溶液的质量体积比优选为1～50mg：50～1mL，进一步优选为10～40mg：40～10mL，更优选为20～30mg：30～20mL。
在本发明中，所述步骤(5)中混合的方式优选为顺次进行的搅拌和超声。
在本发明中，所述搅拌的转速优选为300～600rpm，进一步优选为400～500rpm，更优选为440～460rpm；所述搅拌的时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h，更优选为1.4～1.6h。
在本发明中，所述超声的频率优选为30～60KHz，进一步优选为40～50KHz，更优选为44～46KHz；所述超声的时间优选为20～40min，进一步优选为25～35min，更优选为28～32min。
在本发明中，所述步骤(6)中乙醇溶液的质量分数优选为70～80％，进一步优选为72～78％，更优选为74～76％；所述壳聚糖和聚乙烯醇的质量比优选为1：5～6，进一步优选为1：5.2～5.8，更优选为1：5.4～5.6。
在本发明中，所得纺丝液b中壳聚糖的质量分数优选为5～10％，进一步优选为6～9％，更优选为7～8％。
在本发明中，所述步骤(6)中混合的方式优选为顺次进行的搅拌和超声。
在本发明中，所述搅拌的转速优选为300～600rpm，进一步优选为400～500rpm，更优选为440～460rpm；所述搅拌的时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h，更优选为1.4～1.6h。
在本发明中，所述超声的频率优选为30～60KHz，进一步优选为40～50KHz，更优选为44～46KHz；所述超声的时间优选为20～40min，进一步优选为25～35min，更优选为28～32min。
在本发明中，所述步骤(7)中静电纺丝的方式优选为双向交叉对纺，所述纺丝液a和纺丝液b的体积比优选为1～50：50～1，进一步优选为10～40：40～10，更优选为20～30：30～20。
在本发明中，所述静电纺丝的电压优选为15～23kV，进一步优选为16～22kV，更优选为18～20kV；所述静电纺丝的接收距离优选为10～20cm，进一步优选为12～18cm，更优选为14～16cm；所述静电纺丝的推进速率优选为0.5～1.5mL/h，进一步优选为0.6～1.4mL/h，更优选为0.8～1.2mL/h。
在本发明中，采用壳聚糖作为荷电剂，与聚乙烯醇共混后通过静电纺丝制备带有正电荷的纺丝液，与含有精油的玉米蛋白纺丝溶液分别采用双向交叉静电纺丝技术，获得带有正电荷，贴合性强，缓释性能好的具有生物活性的纳米纤维膜；因为纤维膜的表面进行了荷电处理后带正电，可以对带有负电荷的小尺寸颗粒和微生物进行有效吸附，从而显著提高过滤效率；具有优异的防护性能。
本发明还提供了所述制备方法得到的纳米纤维膜。
本发明还提供了所述纳米纤维膜作为口罩芯材的应用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将500mg的环糊精和5mL的乙醇水溶液混合在60℃下以300rpm搅拌2h获得环糊精的乙醇水溶液，环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1：2；将125mg薰衣草精油和125mg的酒精以2mL/min的速率顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液中，然后在25℃下以300rpm搅拌6h；搅拌结束后在4℃下冷藏1h，然后在0.22μm的孔径下抽滤，抽滤后在40℃条件下烘干3h得到粉末状包合物。
取500mg卵磷脂、100mg胆固醇和25mL氯仿混合，在80℃下以30KHz的频率超声15min，控制参数为30℃、转速为300rpm旋转干燥9h完全去除氯仿，获得处理后的卵磷脂和胆固醇；将处理后的卵磷脂、胆固醇、10mg的包合物、25mL、0.03mol/L的磷酸盐缓冲液混合，在5000rpm转速下离心15min，离心结束后在4℃下冷藏24h，获得脂质体。
取180mg的脂质体、10mg的光敏蛋白在0℃下以30KHz的频率超声10min得到混合溶液，将混合溶液冷却至-15℃，保持2h，然后在25℃下融化2h完成一次冻融，共冻融5次得到智能型脂质体。
取100mg的玉米醇溶蛋白、100mg的聚乙烯醇和70％的乙醇溶液混合，溶解后加入多糖纳米晶在300rpm下搅拌2h获得混合溶液，混合溶液中玉米醇溶蛋白的质量分数为13％，多糖纳米晶的质量分数为5％。
将2mg智能型脂质体和10mL的混合溶液在300rpm下搅拌1h，然后在30KHz下超声20min获得纺丝液a。
将100mg的壳聚糖、500mg的聚乙烯醇和75％的乙醇溶液混合，壳聚糖的质量分数为8％，在300rpm下搅拌1.5h后在30KHz下超声20min获得纺丝液b。
将2mL的纺丝液a和10mL的纺丝液b采用双向交叉对纺技术进行纺丝，纺丝的电压为20kV、接受距离为15cm，推进速率为1mL/h得到纳米纤维膜。对本实施例制备得到的纳米纤维膜进行测试，其中η为纤维膜的过滤效率(％)，C0为过滤前空气中颗粒物的质量浓度(μg/m3)，Cin是过滤后空气中颗粒物的质量浓度(μg/m3)，ΔP是过滤压降，QF为品质因子，
Figure BDA0003394456630000101
测试结果记录在表1中。
实施例2
将600mg的环糊精和4mL的乙醇水溶液混合在50℃下以500rpm搅拌2.5h获得环糊精的乙醇水溶液，环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1：2.5；将130mg依兰精油和130mg的酒精以3mL/min的速率顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液中，然后在30℃下以500rpm搅拌7h；搅拌结束后在5℃下冷藏1.5h，然后在0.2μm的孔径下抽滤，抽滤后在50℃条件下烘干2.5h得到粉末状包合物。
取600mg卵磷脂、100mg胆固醇和25mL氯仿混合，在70℃下以50KHz的频率超声10min，控制参数为35℃、转速为250rpm旋转干燥10h完全去除氯仿，获得处理后的卵磷脂和胆固醇；将处理后的卵磷脂、胆固醇、8mg的包合物、24mL、0.03mol/L的磷酸盐缓冲液混合，在4000rpm转速下离心10min，离心结束后在5℃下冷藏24h，获得脂质体。
取220mg的脂质体、10mg的光敏蛋白在5℃下以50KHz的频率超声20min得到混合溶液，将混合溶液冷却至-20℃，保持3h，然后在20℃下融化3h完成一次冻融，共冻融6次得到智能型脂质体。
取500mg的大豆蛋白、250mg的海藻酸钠和70％的乙醇溶液混合，溶解后加入纳米羟基磷灰石在500rpm下搅拌2h获得混合溶液，混合溶液中大豆蛋白的质量分数为10％，纳米羟基磷灰石的质量分数为8％。
将1mg智能型脂质体和5mL的混合溶液在500rpm下搅拌2h，然后在50KHz下超声30min获得纺丝液a。
将100mg的壳聚糖、600mg的聚乙烯醇和80％的乙醇溶液混合，壳聚糖的质量分数为10％，在500rpm下搅拌1h后在50KHz下超声30min获得纺丝液b。
将1mL的纺丝液a和6mL的纺丝液b采用双向交叉对纺技术进行纺丝，纺丝的电压为15kV、接受距离为20cm，推进速率为0.5mL/h得到纳米纤维膜。
对本实施例制备得到的纳米纤维膜进行测试，结果记录在表1中。
实施例3
将400mg的环糊精和6mL的乙醇水溶液混合在70℃下以400rpm搅拌1.5h获得环糊精的乙醇水溶液，环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1：3；将100mg檀香精油和120mg的酒精以1mL/min的速率顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液中，然后在20℃下以400rpm搅拌6h；搅拌结束后在4℃下冷藏1h，然后在0.25μm的孔径下抽滤，抽滤后在30℃条件下烘干3.5h得到粉末状包合物。
取100mg卵磷脂、20mg胆固醇和5mL氯仿混合，在90℃下以60KHz的频率超声20min，控制参数为25℃、转速为350rpm旋转干燥10h完全去除氯仿，获得处理后的卵磷脂和胆固醇；将处理后的卵磷脂、胆固醇、2mg的包合物、6mL、0.03mol/L的磷酸盐缓冲液混合，在6000rpm转速下离心20min，离心结束后在5℃下冷藏24h，获得脂质体。
取180mg的脂质体、10mg的光敏蛋白在3℃下以60KHz的频率超声10min得到混合溶液，将混合溶液冷却至-18℃，保持2h，然后在30℃下融化2h完成一次冻融，共冻融5次得到智能型脂质体。
取100mg的胶原蛋白、200mg的透明质酸和80％的乙醇溶液混合，溶解后加入细菌纤维素在600rpm下搅拌1h获得混合溶液，混合溶液中胶原蛋白的质量分数为15％，细菌纤维素的质量分数为5％。
将1mg智能型脂质体和8mL的混合溶液在600rpm下搅拌1h，然后在60KHz下超声40min获得纺丝液a。
将100g的壳聚糖、550g的聚乙烯醇和70％的乙醇溶液混合，壳聚糖的质量分数为9％，在600rpm下搅拌2h后在60KHz下超声40min获得纺丝液b。
将1mL的纺丝液a和8mL的纺丝液b采用双向交叉对纺技术进行纺丝，纺丝的电压为23kV、接受距离为10cm，推进速率为1.5mL/h得到纳米纤维膜。
对本实施例制备得到的纳米纤维膜进行测试，结果记录在表1中。
表1纳米纤维膜的测试结果
Figure BDA0003394456630000121
由以上实施例可知，本发明提供了一种纳米纤维膜，将精油包裹于脂质体空心内，在磷脂双分子层上加入敏感性蛋白可在特定环境下降解后形成孔道，有利于精油等活性成分的扩散，在抑制外来细菌、微生物滋生的同时，还可以对空气中病毒、细菌以及生物气溶胶等进行有效吸附，具有优异的防护作用。根据实施例的结果可知，本申请提供的纳米纤维膜，品质因子达到0.0319，具有优异的防护功效。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
（1）将环糊精的乙醇水溶液、精油和酒精混合后得到包合物；
（2）将卵磷脂、胆固醇、包合物和磷酸盐缓冲液混合后冷藏，得到脂质体；
（3）将脂质体、光敏蛋白混合后冻融，得到智能型脂质体；
（4）将亲水性高分子、亲脂性高分子、微晶体和乙醇溶液混合得到混合溶液；
（5）将混合溶液和步骤（3）中的智能型脂质体混合得到纺丝液a；
（6）将壳聚糖、聚乙烯醇和乙醇溶液混合得到纺丝液b；
（7）将纺丝液a和纺丝液b进行静电纺丝，即得所述纳米纤维膜；
所述步骤（1）中环糊精和环糊精的乙醇水溶液的质量体积比为400~600mg：4~6mL；
所述环糊精的乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1：2~3；
所述精油和环糊精的质量比为1：4~5，所述精油和酒精的质量比为1~2：1~2；
所述步骤（2）中胆固醇和卵磷脂的质量比为1：5~6，所述包合物和胆固醇的质量比为1：10~15，所述包合物和磷酸盐缓冲液的质量体积比为1：2.5~3，所述磷酸盐缓冲液的物质的量浓度为0.02~0.04mol/L；
所述步骤（3）中光敏蛋白和脂质体的质量比为1：18~22；
所述步骤（4）中亲水性高分子为玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白和明胶中的一种或几种；
所述亲脂性高分子为聚乙烯醇、海藻酸钠、透明质酸和聚乙二醇中的一种或几种；
所述微晶体为多糖纳米晶、纳米羟基磷灰石和细菌纤维素中的一种或几种；
所述亲水性高分子和亲脂性高分子的质量比为1~2：1~2；
所述乙醇溶液的质量分数为70~80%；
所得混合溶液中亲水性高分子的质量分数为10~15%；
所得混合溶液中微晶体的质量分数为5~10%；
所述步骤（5）中智能型脂质体和混合溶液的质量体积比为1~50mg：50~1mL；
所述步骤（6）中乙醇溶液的质量分数为70~80%，所述壳聚糖和聚乙烯醇的质量比为1：5~6，
所得纺丝液b中壳聚糖的质量分数为5~10%。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中混合的方式为精油和酒精顺次滴加进环糊精的乙醇水溶液后进行搅拌；
所述滴加的速率为1~3mL/min，所述搅拌的速率为50~500rpm，所述搅拌的温度为20~30℃，所述搅拌的时间为6~7h。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合的方式为离心，所述离心的转速为4000~6000rpm，所述离心的时间为10~20min；
所述冷藏的温度为3~5℃，所述冷藏的时间为22~26h。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中混合的方式为水浴超声，所述水浴超声的温度为0~5℃，所述水浴超声的时间为10~20min，所述水浴超声的频率为30~60KHz；
所述步骤（3）中冻融的方式为顺次进行的冷藏和融化，所述冷藏的温度为-15~-20℃，所述冷藏的时间为2~3h；所述融化的温度为20~30℃；
所述冻融的次数大于等于5次。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中混合的方式为顺次进行的搅拌和超声；
所述搅拌的转速为300~600rpm，所述搅拌的时间为1~2h；
所述超声的频率为30~60KHz，所述超声的时间为20~40min。
6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中混合的方式为顺次进行的搅拌和超声；
所述搅拌的转速为300~600rpm，所述搅拌的时间为1~2h；
所述超声的频率为30~60KHz，所述超声的时间为20~40min。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中静电纺丝的方式为双向交叉对纺，所述纺丝液a和纺丝液b的体积比为1~50：50~1；
所述静电纺丝的电压为15~23kV，所述静电纺丝的接收距离为10~20cm，所述静电纺丝的推进速率为0.5~1.5mL/h。
8.权利要求1~7任意一项所述制备方法得到的纳米纤维膜。
9.权利要求8所述纳米纤维膜作为口罩芯材的应用。
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