CN116005290B - 一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能蛋白缓释技术领域，公开了一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用。方法：1)以乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，均质乳化，筛选，得具有可纺性的油包水乳液；2)以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。本发明高效制备了表面高疏水且具有复合型微结构的纳米纤维载体，解决了现有结肠递送载体因亲水性溶胀而导致功能因子递送效率不佳的问题，为深入探究稳态化功能蛋白的结肠释放行为影响其生物活性的规律与机制奠定基础，用于功能蛋白缓控释领域。
Description
技术领域
本发明属于功能蛋白缓释技术领域，具体涉及一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维及其制备方法和应用。
背景技术
功能蛋白是重要的食品功能因子，因其具有多种生物活性而被广泛应用于功能食品中。例如，乳铁蛋白及藻蓝蛋白等不仅能够促进营养及肠道免疫调节功效，其还具有结肠局部抗抗炎、抗癌等多种生理功能。但是，食品功能蛋白在加工过程中稳定性差，且易受到胃酸和上胃肠道中大量消化酶的影响而失去生物活性。构建负载功能蛋白的结肠递送和缓控释体系可以提高其在口服传递过程中的稳定性及生物利用度。
以肠道菌群作为一种理想的触发物所构建的多糖基菌群/酶触发型结肠靶向递送和控释体系，已成为食品功能蛋白稳态化领域的研究热点。值得注意的是，虽然多糖基材在胃和小肠不被消化降解，但其亲水性溶胀会导致所负载的活性物质在上胃肠道大量突释(20％～60％)，载体的靶向递送效果不理想。其次，研究表明基于载体的微结构特征，所负载的生物活性成分会呈现不同的释放模式(如缓释、突释)。在药剂学领域，研究者更深入关联了药物的释放行为影响其药效发挥的规律与机制。然而，稳态化食品功能蛋白等的释放特性与其发挥生物活性的内在关系尚未见报道。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法。
本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。
本发明的再一目的在于提供上述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维在功能蛋白缓释材料中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)采用混合溶剂将乙基纤维素配成溶液，获得乙基纤维素溶液；乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，得到混合体系；所述改性果胶由果胶、水和改性剂组成；所述改性剂为甘油、聚乙烯醇(AH-26)、丙酮中的至少一种；所述改性果胶中果胶和水形成的溶液的质量浓度为3％；当改性剂为甘油或含有甘油时，甘油在改性果胶中的质量浓度为0-25％；当改性剂为聚乙烯醇或含有聚乙烯醇时，聚乙烯醇在改性果胶中的质量浓度为0-4％；当改性果胶为丙酮或含有丙酮时，丙酮与改性果胶中的水的体积比为1∶6～1∶3；
2)将混合体系进行均质乳化，获得油包水乳液；
3)筛选出具有可纺性的油包水乳液；
4)将功能蛋白与水溶性聚合物溶液混匀，获得含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液；所述水溶性聚合物溶液为聚乙烯醇水溶液(AH-26)、普鲁兰水溶液中一种以上；聚乙烯醇水溶液的浓度为6wt％～10wt％；普鲁兰水溶液的浓度为10wt％～30wt％；所述功能蛋白在含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液中的浓度为0～500mg/kg；
5)以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。
步骤3)中筛选出具有可纺性的油包水乳液具体是指绘制以分散相的粘度与电导率分别为x和y轴的二维坐标系，根据具有可纺性的油包水乳液在坐标系中的位置分布，构建油包水乳液的电纺性图谱，根据该图谱筛选具有可纺性的油包水乳液。
步骤4)中所述功能蛋白为水溶性蛋白，如：乳铁蛋白。
步骤1)中所述乙基纤维素溶液浓度为10～15wt％。
步骤1)中所述混合溶剂为乙醇和氯仿，乙醇与氯仿的体积比＝4∶1～2∶1。溶剂对聚合物的可纺性具有很大的影响，对于乙基纤维素来说，其可用于静电纺丝的、且与水不相容的溶剂最好是乙醇和氯仿的混合物。
步骤1)中所述改性剂中聚乙烯醇为聚乙烯醇(AH-26)。
步骤1)中所述改性果胶与乙基纤维素溶液的质量比为5∶95～20∶80。
步骤2)中所述均质条件为转子定子、超声、高压均质、微流体等中的一种或几种，如首先采用转子定子25000rpm，2min均质，然后额外超声3min(50％的振幅)。
步骤5)中所述静电纺丝的条件为：环境湿度50％～65％，纺丝电压为10～15kV，纺丝距离10～15cm，纺丝壳层乳液流速为0.8～1.0mL/h，核层流速为0～0.5mL/h。
所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维，通过上述方法制备得到。
上述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维在功能蛋白缓控释领域中的应用。
所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维用于功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释，即用作功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释的产品。
相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所提出的乳液与同轴静电纺丝相结合的技术策略，有助于高效构建具有连续乙基纤维素组成的高疏水外壳层、不同比例的乙基纤维素与多糖组成的控释中间层及含乳铁蛋白核层的高疏水复合纳米纤维。
(3)本发明采用乳液和静电纺丝相结合的技术所制备的高疏水复合纳米纤维载体，用于功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释。该体系中乳铁蛋白在上胃肠环境中的突释量极少(＜1％)，实现了高效的乳铁蛋白的结肠特异性递送；该体系在结肠环境中可被降解，通过改变壳层乳液两相质量比可进一步调控稳态化乳铁蛋白的结肠释放速率。本发明为功能蛋白的结肠特异性运输和高效利用奠定理论基础和提供相关的方法，同时对其他食品活性因子结肠递送体系的构建亦具有借鉴意义。
附图说明
图1为实施例1-4所得的乙基纤维素静电纺纳米纤维膜的扫描电镜图；
图2为实施例5所得的W/O乳液静电纺丝材料的光学图(a)和扫描电镜图(b)；
图3为实施例6所得的W/O乳液的电纺性图谱；
图4为实施例6所得的W/O乳液电纺性图谱对应不同区域的乳液静电纺丝材料的扫描电镜图；a～f分别对应图3中A～F区域；
图5为实施例7所得的W/O乳液静电纺丝材料的扫描电镜图像；分散相质量分数为5％(a)，10％(b)，15％(c)，20％(d)；
图6为实施例8、对比例1和对比例2所得的静电纺丝材料的透射电镜图；a：单轴乙基纤维素纳米纤维(对比例1)，b：DNM(对比例2)，c：5&95CNM(实施例8中5％)，d：20&80CNM(实施例8中20％)；
图7为实施例8和对比例1所得的静电纺丝材料的接触角；a：EC流延膜，b：EC静电纺纳米纤维膜(对比例1)，c～f：5&95CNM，10&90CNM，15&85CNM，20&80CNM，即实施例8中两相质量比分别为5：95、10：90、15：85、20：80；
图8为实施例8和对比例1所得的静电纺丝材料的差示扫描量热图；a：10&90CNM(实施例8)；b，EC静电纺丝纳米纤维膜(对比例1)；c，果胶粉末；d，聚乙烯醇粉末；
图9为实施例8和对比例2所得的静电纺丝材料的体外模拟释放曲线图；5&95CNM，10&90CNM，15&85CNM，20&80CNM，即实施例8中两相质量比分别为5∶95、10∶90、15∶85、20∶80；DNM对应实施例2；
图10为实施例8的静电纺丝材料CNM消化残余物在模拟结肠发酵过程中的扫描电镜图；SCF代表模拟结肠发酵液；
图11为实施例8的静电纺丝材料CNM消化残余物在NS孵育过程中释放Lf的曲线图及形貌变化图；NS代表生理盐水溶液；
图12为实施例8的静电纺丝材料CNM消化残余物在NCF孵育过程中释放Lf的曲线图及形貌变化图；NCF代表不含碳源的模拟结肠发酵液；
图13为实施例8的静电纺丝材料CNM消化残余物在CFM孵育过程中释放Lf的曲线图及形貌变化图；CFM代表肠道微生物代谢物的分散体系。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种乙基纤维素静电纺丝材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.0g，1.2g，1.5g乙基纤维素分别溶解在10g混合溶剂中(氯仿/乙醇，v/v＝3∶1)，得到质量分数为10％，12％，15％的乙基纤维素溶液；
(2)将步骤(1)所得的乙基纤维素溶液在纺丝电压为12kV，纺丝流速为1.0mL/h，纺丝距离为15cm的条件下静电纺丝，得到乙基纤维素静电纺丝材料。
实施例2
本实施例的一种乙基纤维素静电纺丝材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.2g乙基纤维素分别溶解在10g混合溶剂中(氯仿/乙醇，v/v＝3∶1)，得到质量分数为12％的乙基纤维素溶液；
(2)将步骤(1)所得的乙基纤维素溶液在纺丝电压为12kV，纺丝流速为1.0mL/h，纺丝距离分别为12cm、15cm、18cm的条件下静电纺丝，得到乙基纤维素静电纺丝材料。
实施例3
本实施例的一种乙基纤维素静电纺丝材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.2g乙基纤维素分别溶解在10g混合溶剂中(氯仿/乙醇，v/v＝3∶1)，得到质量分数为12％的乙基纤维素溶液；
(2)将步骤(1)所得的乙基纤维素溶液在纺丝电压分别为12kV、14kV、16kV，纺丝流速为1.0mL/h，纺丝距离分别为15cm的条件下静电纺丝，得到乙基纤维素静电纺丝材料。
实施例4
本实施例的一种乙基纤维素静电纺丝材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.2g乙基纤维素分别溶解在10g混合溶剂中(氯仿/乙醇，v/v＝3∶1)，得到质量分数为12％的乙基纤维素溶液；
(2)将步骤(1)所得的乙基纤维素溶液在纺丝电压为12kV，纺丝流速为0.8mL/h、1.0mL/h、1.2mL/h，纺丝距离分别为15cm的条件下静电纺丝，得到乙基纤维素静电纺丝材料。
将实施例1～4所得的乙基纤维素纳米纤维进行扫描电镜观察，可知在最优纺丝参数条件下，即乙基纤维素浓度为12％、纺丝距离为15cm、纺丝电压为12kV、纺丝流速为1.0mL/h时，乙基纤维素溶液具有良好的可纺性。
实施例5
本实施例的一种基于乙基纤维素和果胶的油包水乳液的制备，具体步骤如下：
(1)以质量分数为12％的乙基纤维素溶液作为连续相，以质量分数为3.0％的果胶水溶液作为分散相。将分散相滴加到连续相中，得到两相质量比为10∶90的混合体系；
(2)采用转子-定子均质法(25000rpm，3min)将步骤(1)得到的两相混合体系制备形成稳定性高的W/O乳液体系；
(3)以步骤(2)所得的W/O乳液为纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、纺丝流速为1.0mL/h的条件下制备乳液静电纺丝材料。
图2为基于实施例5所制备的油包水乳液静电纺丝材料的光学图(a)及扫描电镜图(b)。结果表明，单独以果胶溶液和乙基纤维素溶液为分散相和连续相的油包水乳液的可纺性仍有待提升。
实施例6
本实施例的一种油包水乳液可纺性图谱的构建，具体步骤如下：
(1)以质量分数为12％的乙基纤维素溶液作为连续相，以改性果胶溶液为分散相；改性果胶溶液是以果胶水溶液(3％)和改性剂组成，以聚乙烯醇(质量分数0～4％，聚乙烯醇在最终获得的改性果胶溶液中的质量分数)(通过这些改性因素改变分散相溶液的粘度和电导率，进而结果对应乳液纺丝纤维对的形貌，来明确的对应乳液得到可纺性，关联分散相的粘度、电导率和乳液可纺性的关系)、甘油(质量分数0～25％，指甘油是在最终获得的改性果胶体系中的质量分数)、丙酮(与果胶水溶液中水溶剂的体积比为1∶6～1∶3，)作为改性剂。其中，改性剂以单独、两两结合或共同作用的形式来改性果胶溶液。将分散相滴加到连续相中，得到两相质量比为10∶90的混合体系；
(2)采用转子-定子均质法(25000rpm，3min)将步骤(1)得到的两相混合体系制备形成一系列稳定性高的W/O乳液体系；
(3)以步骤(2)所得的W/O乳液为纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、纺丝流速为1.0mL/h的条件下，制备得到一系列乳液静电纺丝材料；
(4)将步骤(3)得到的乳液静电纺丝材料黏贴到导电胶上，进行扫描电镜观察；能够制备出直径均一、形貌良好的纳米纤维的W/O乳液即为可纺性乳液，否则为不可纺乳液；
(5)绘制以分散相的粘度与电导率为x和y轴的二维坐标系，根据可纺性W/O乳液在坐标系中的位置分布，构建W/O乳液的电纺性图谱。
图3为实施例6所构建的油包水乳液的电纺性图谱，由图谱可知，可用于制备可纺性油包水乳液的分散相黏度范围为51～82cP、电导率范围为960～1300μS/cm。
图4为位于电纺性图谱不同区域的油包水乳液的静电纺丝膜材的扫描电镜图。图4中a～f分别对应图3中A～F。结果表明，不可纺区域，乳液静电纺丝纳米纤维呈现不同形式的形貌缺陷。可纺区域内，乳液静电纺丝纳米纤维形貌完整、直径均一，如：F区域为可纺区域。
实施例7
本实施例的一种油包水乳液静电纺丝材料的制备，具体步骤如下：
(1)以质量分数为12％的乙基纤维素溶液作为连续相，以甘油(质量分数20％，先配置3％的果胶水溶液，然后向果胶水溶液中加入甘油，甘油在溶液体系中的质量分数为20％)改性的果胶溶液(质量分数3％)为分散相；将分散相滴加到连续相中，得到两相质量比分别为5∶95、10∶90、15∶85、20∶80的混合体系；
(2)采用转子-定子均质法(25000rpm，3min)将步骤(1)得到的两相混合体系制备形成四种稳定性高的W/O乳液体系；
(3)以步骤(2)所得到的四种W/O乳液为纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、纺丝流速为1.0mL/h的条件下，制备得到乳液静电纺丝材料。
由图5可知，改变可纺性油包水乳液分散相的质量分数，油包水乳液的可纺性不会发生改变。但对应的乳液静电纺丝纳米纤维的直径显著增加。
实施例8
本实施例的含乳铁蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备，具体步骤如下：
(1)以质量分数为12％的乙基纤维素溶液作为连续相，以甘油(质量分数20％)改性的果胶溶液(质量分数3％)为分散相；将分散相滴加到连续相中，得到两相质量比分别为5∶95、10∶90、15∶85、20∶80的混合体系；
(2)采用转子-定子均质法(25000rpm，3min)将步骤(1)得到的两相混合体系；制备形成四种稳定性高的W/O乳液体系；将乳铁蛋白与质量分数为6％的聚乙烯醇(AH-26)水溶液混合，获得含乳铁蛋白的聚乙烯醇溶液，乳铁蛋白在溶液中的浓度为20mg/kg；
(3)以步骤(2)所得到的四种W/O乳液为壳层纺丝流体，以含乳铁蛋白的聚乙烯醇溶液为核层纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、壳层纺丝流速为1.0mL/h、核层纺丝流速为0.5mL/h的条件下，制备得到乳液同轴静电纺丝材料。
由图6a可知，单独的核层纺丝流体(对比例1)可以形成形貌完整、直径均一的纳米纤维。以均一的乙基纤维素溶液为同轴静电纺丝壳层流体，则可制备传统的核壳结构纳米纤维(图6b，对比例2)。而根据实施例8所描述的乳液同轴静电纺丝过程制备的多单元复合纳米纤维(CNM)则具有独特的微结构。根据透射电镜观察(图6c-d)，可初步判断CNM具有含Lf的纳米纤维核层、果胶颗粒与乙基纤维素呈共连续分布的中间层，及较薄的外壳层。但仍需进一步明确CNM最外层是否中含有亲水性的果胶颗粒分布。
接触角测定如图7所示。图7为实施例8和对比例1所得的静电纺丝材料的接触角；a：EC流延膜，b：EC静电纺纳米纤维膜(对比例1)，c～f：5&95CNM，10&90CNM，15&85CNM，20&80CNM，即实施例8中两相质量比分别为5：95、10：90、15：85、20：80。接触角测定结果表明，所有的CNM与对比例1所制备的乙基纤维素静电纺丝纳米纤维膜的接触角没有显著差异，这间接说明CNM表面并没有亲水性果胶颗粒的暴露。而热重-差示扫描量热(TG-DSC)同步分析显示，CNM的TG-DSC图谱中没有发现对应于果胶和聚乙烯醇发生降解的吸热峰。可能是由于，上述亲水性聚合物被包裹在连续的乙基纤维素外壳层结构中，且CNM的三种聚合物基材之间发生了相互作用。
图8为实施例8和对比例1所得的静电纺丝材料的差示扫描量热图；a：10&90CNM(实施例8)；b，EC静电纺丝纳米纤维膜(对比例1)；c，果胶粉末；d，聚乙烯醇粉末。
对比例1
本对比例的一种乙基纤维素静电纺丝纳米材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.2g乙基纤维素粉末分散在10mL由氯仿和乙醇组成的混合溶剂中(v/v＝3∶1)，经室温搅拌(500rpm，2h)得到质量分数为12％的乙基纤维素溶液。
(2)以步骤(1)所得到的乙基纤维素溶液为纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、纺丝流速为1.0mL/h的条件下，制备得到乙基纤维素静电纺丝纳米纤维材料。
对比例2
本对比例的一种含乳铁蛋白的核壳静电纺丝纳米材料的制备，具体步骤如下：
(1)将1.2g乙基纤维素粉末分散在10mL由氯仿和乙醇组成的混合溶剂中(v/v＝3∶1)，经室温搅拌(500rpm，2h)得到质量分数为12％的乙基纤维素溶液。
(2)将200mg乳铁蛋白粉末分散在8wt％聚乙烯醇水溶液，经室温搅拌(500rpm，2h)得到含乳铁蛋白的聚乙烯醇溶液(该溶液中乳铁蛋白的浓度为20mg/kg)。
(3)以步骤(1)所得到的乙基纤维素溶液为壳层纺丝流体，以含乳铁蛋白的聚乙烯醇溶液为核层纺丝流体，在纺丝电压为12kV、纺丝距离为15cm、壳层纺丝流速为1.0mL/h、核层纺丝流速为0.5mL/h的条件下，制备得到含乳铁蛋白的核壳静电纺丝纳米纤维材料(DNM)。
图9为实施例8和对比例2所得的静电纺丝材料的体外模拟释放曲线图；5&95CNM，10&90CNM，15&85CNM，20&80CNM，即实施例8中两相质量比分别为5∶95、10∶90、15∶85、20∶80；DNM对应实施例2。
体外模拟消化-结肠发酵试验研究稳态化Lf(乳铁蛋白)的释放行为。首先对CNM进行体外模拟胃肠道消化试验，包含模拟胃液消化和模拟小肠消化两个过程。模拟胃液(SGF，pH1.2)是含有胃蛋白酶(3.2mg/mL)和氯化钠(50mM)的盐酸溶液(0.1M，pH1.2)。将1.0gCNM加入10mLSGF中，模拟释放2h。消化完成后，向消化液中加入2.8mLNaOH溶液(2.0M)调整pH至7.0。然后，加入胰蛋白酶和复合胆酸盐模拟小肠消化过程。胰蛋白酶和复合胆酸盐在模拟小肠液(SIF，pH7.0)中的终浓度分别为3.2mg/mL和3.0mM。连续模拟胃肠消化结束后，收集CNM的消化残余物。
将收集的CNM残余物继续进行模拟结肠发酵试验。首先，配制培养基，包括MRS培养基(54g/L)、VK1(10μL/L)、L-半胱氨酸盐酸盐(5g/L)、刃天青(1mg/mL)和水。然后，收集健康捐蹭者粪便，并制备粪便SGF、SIF和不含纳米纤维膜残余物的模拟结肠发酵液(SCF，粪便微生物群悬浮液和培养基的混合物)被用作对照组。在整个体外模拟胃肠道消化-结肠发酵过程的特定时间点取样，同时补加等量的模拟液，取出的样品经0.45μm的微孔滤膜过滤后，采用ELISA法测蛋白浓度，绘制Lf的释放曲线。同时，测量SCF随发酵时间的pH变化，观察体系的浑浊度。Lf的释放百分比(Q％)＝Mt/M0，Mt表示Lf在时间t的累积释放量，M0CNM所负载的Lf总量。测试结果如图9所示。
图10-13为实施例8所得的静电纺丝材料在不同的分散体系中孵育的扫描电镜图。
测试条件：分别配制含不同结肠降解因子的分散体系，即生理盐水(0.9％的氯化钠溶液，简称NS)、肠道微生物代谢物的分散液(SCF发酵24h后的离心上清液，简称CFM)和剥夺碳源的模拟结肠发酵液(粪便微生物悬浮液和不添加碳源的改良培养基的混合物，简称NCF)。采用SEM观察经模拟消化后的CNM残余物在不同分散体系孵育过程中的微观结构变化。
将CNM样品取样到铝箔纸上，室温晾干。然后将附着有CNM样品的铝箔纸剪成矩形样品，黏贴到导电胶上。在真空条件下使用溅射镀膜机对样品进行镀铂，工作条件为加入电压10kV，工作距离11.5mm。之后进行扫描电镜成像观察。
不同结肠降解因子体系中高疏水复合结构纳米纤维载体的结构变化及释放行为总结：
NS：没有明显结构变化，累计释放率5.7％；NCF：肠道微生物粘附；结构降解；累计释放率96.3％，直接降解；CFM：纳米纤维溶胀，黏连；累计释放率23.5％，溶蚀作用；SCF：肠道微生物粘附，结构降解，累计释放率96.9％，粘附作用。
高疏水复合结构纳米纤维的结肠降解及稳态化Lf的缓控释主要是肠道微生物在CNM表面的粘附作用、肠道微生物对CNM的直接降解作用及肠道微生物代谢物对CNM的溶蚀作用。
Claims (9)
1.一种含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）采用混合溶剂将乙基纤维素配成溶液，获得乙基纤维素溶液；乙基纤维素溶液为连续相，改性果胶为分散相，将分散相滴加到连续相中，得到混合体系；所述改性果胶由果胶、水和改性剂组成；所述改性剂为甘油、聚乙烯醇、丙酮中的至少一种；步骤1）中所述混合溶剂为乙醇和氯仿，乙醇与氯仿的体积比=4:1~2:1；
2）将混合体系进行均质乳化，获得油包水乳液；
3）筛选出具有可纺性的油包水乳液；
4）将功能蛋白与水溶性聚合物溶液混匀，获得含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液；所述水溶性聚合物溶液为聚乙烯醇水溶液、普鲁兰水溶液中一种以上；聚乙烯醇水溶液的浓度为6 wt%~10 wt%；普鲁兰水溶液的浓度为10 wt%~30 wt%；
5）以具有可纺性的油包水乳液为壳层流体，以含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液为核层流体，采用同轴静电纺丝技术进行静电纺丝，获得含有功能蛋白的高疏水复合纳米纤维；
所述油包水乳液的分散相黏度为51~82 cP、电导率为960~1300 μS/cm时，油包水乳液为可纺性油包水乳液。
2.根据权利要求1所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述改性果胶中果胶和水形成的溶液的质量浓度为3%；当改性剂为甘油或含有甘油时，甘油在改性果胶中的质量浓度为0-25%；当改性剂为聚乙烯醇或含有聚乙烯醇时，聚乙烯醇在改性果胶中的质量浓度为0-4%；当改性剂为丙酮或含有丙酮时，丙酮与改性果胶中的水的体积比为1:6~1:3；
步骤1）中所述乙基纤维素溶液浓度为10~15wt%；
所述功能蛋白在含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液中的浓度为0~500 mg/kg。
3.根据权利要求2所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：改性剂在改性果胶中的质量浓度不为0；
所述功能蛋白在含功能蛋白的水溶性可纺性聚合物溶液中的浓度为1~500 mg/kg。
4.根据权利要求1所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤3）中筛选出具有可纺性的油包水乳液具体是指绘制以分散相的粘度与电导率分别为x和y轴的二维坐标系，根据具有可纺性的油包水乳液在坐标系中的位置分布，构建油包水乳液的电纺性图谱，根据该图谱筛选具有可纺性的油包水乳液。
5.根据权利要求1所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述改性果胶与乙基纤维素溶液的质量比为5:95~20:80；
步骤5）中所述静电纺丝的条件为：环境湿度50%~65%，纺丝电压为10～15 kV，纺丝距离10~15 cm，纺丝壳层乳液流速为0.8~1.0 mL/h，核层流速为0~0.5 mL/h。
6.根据权利要求1所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述功能蛋白为水溶性蛋白乳铁蛋白；
步骤1）中所述改性剂中聚乙烯醇为聚乙烯醇AH-26。
7.一种由权利要求1~6任一项所述制备方法得到的含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维。
8.根据权利要求7所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维的应用，其特征在于：所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维用于功能蛋白缓控释领域中。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述含功能蛋白的高疏水复合纳米纤维用作功能蛋白的结肠特异性递送和缓控释的产品。
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| Title |
|---|
| Development of a polysaccharide based multi-unit nanofiber mat for colon-targeted sustained release of salmon calcitonin;FENG Kun等;《Journal of Colloid and Interface Science》;20190511;第552卷;第196-195页 * |
| Dual Drug Release Electrospun Core-Shell Nanofibers with Tunable Dose in the Second Phase;QIAN Wei等;《International Journal of Molecular Sciences》;20140108;第15卷;第774-786页 * |
| Electrospun biphasic drug release polyvinylpyrrolidone/ethyl cellulose core/sheath nanofibers;YU D. G.等;《Acta Biomaterialia》;20121023;第9卷;第5665-5672页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116005290A (zh) | 2023-04-25 |
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