CN116655945A - 一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法，涉及生物高分子材料技术领域，该方法包括以下步骤：制备纯丝素溶液；将纯丝素溶液与水溶性富勒烯、辣根过氧化物酶混合，形成混合溶液；向所述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照20min~30min，得到光固化丝素蛋白水凝胶。采用本发明的的方法制备的光固化丝素蛋白水凝胶内部具有规整的三维网络结构，具有高压缩强度和高回弹性能，对人体不会产生生物毒性，可以广泛的应用于生物医药及医美行业。
Description
技术领域
本发明涉及生物高分子材料技术领域，特别涉及一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法。
背景技术
富勒烯具有高度对称的球形结构和良好的生物相容性，但富勒烯本身是一种非极性分子，具有疏水性。由于富勒烯及其衍生物的球体上具有许多双键，容易和自由基发生化学反应，因此又被称为“自由基海绵”。由于其独特的结构和物理化学性质，其在多个领域具有广阔的应用前景。
近年来，丝素蛋白水凝胶由于具有良好的生物相容性和力学性能，被应用于医疗及美容领域的相关报道已屡见不鲜。丝素蛋白水凝胶的制备目前主要包括物理交联法和化学交联法。其中，物理交联法主要是通过氢键、离子键和疏水相互作用将聚合物网络连接在一起形成凝胶，但采用物理交联法制备丝素蛋白水凝胶一般制备时间较长，生成的水凝胶力学性能较差。化学交联法通过采用交联剂或光引发剂在聚合物链之间生成共价键使丝素蛋白溶液转变为凝胶，但化学交联法中引入的交联剂和光引发剂也造成了水凝胶的生物相容性的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种采用富勒烯作为光引发剂的可以制备出具有良好的生物相容性及力学性能的光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法，采用了以下的技术方案：
本发明提供了一种光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，包括：
S1、制备纯丝素溶液；
S2、将纯丝素溶液与水溶性富勒烯、辣根过氧化物酶混合，形成混合溶液；
S3、向所述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照20min~30min，得到光固化丝素蛋白水凝胶。
在一种实施方式中，所述制备纯丝素溶液，包括：
对蚕丝进行预处理得到纯丝素纤维；
将所述纯丝素纤维溶解于溴化锂溶液中，取出后置于去离子水中透析3~4天，过滤后得到纯丝素溶液。
在一种实施方式中，所述对蚕丝进行预处理得到纯丝素纤维，包括：
将蚕丝置于碱性溶液中微沸30min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复3次后得到纯丝素纤维。
在一种实施方式中，所述碱性溶液为0.02mol/L的碳酸氢钠或0.02mol/L的碳酸钠溶液。
在一种实施方式中，所述溴化锂溶液的浓度为9.3mol/L。
在一种实施方式中，所述将所述纯丝素纤维溶解于溴化锂溶液中，取出后置于去离子水中透析3~4天，过滤后得到纯丝素溶液，包括：
将所述纯丝素纤维在60℃下溶解于溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析3~4天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。
在一种实施方式中，上述水溶性富勒烯通过如下步骤获取：
将双氧水和氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；
将富勒烯加入上述双氧水-氨水混合溶液，反应后离心，得到上清液；
向上述上清液中加入乙醇反应生成黄色沉淀；
使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
在一种实施方式中，上述将富勒烯加入所述双氧水-氨水混合溶液的反应条件为60~80℃下反应10~14h。
在一种实施方式中，上述将富勒烯加入所述双氧水-氨水混合溶液的反应条件为65~75℃下反应11~13h。
在一种实施方式中，上述将纯丝素溶液与经过预处理的富勒烯、杜仲提取物混合，形成混合溶液，包括：
将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯、0.1mg/mL辣根过氧化物酶混合，形成混合溶液。
在一种实施方式中，上述辣根过氧化物酶的活性≥300units/mg。
本发明还提供了一种光固化丝素蛋白水凝胶，采用如上任一所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法制得。
本发明提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法采用富勒烯作为光敏引发剂，富勒烯在紫外光的照射下激发得到长寿命的三重激发态，产生具有高反应活性的单线态氧（1O2），可以作为光敏剂诱导丝素蛋白大分子中的氨基、苯酚基以及其他基团产生化学交联，得到本发明的光固化丝素蛋白水凝胶。
采用本发明的方法制备的光固化丝素蛋白水凝胶内部具有规整的三维网络结构，具有这种结构的光固化丝素蛋白水凝胶具有高压缩强度和高回弹性能，对人体不会产生生物毒性，具有良好的生物相容性，可以广泛的应用于生物医药，同时富勒烯在本发明中不仅可以作为引发剂，同时由于其具有美白作用，在制备过程中，富勒烯可以均匀的分散在光固化丝素蛋白水凝胶中，使得本发明的水凝胶具有美白作用，可以广泛的应用于医美行业。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，所述实施例仅用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。需说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将10mL30%双氧水和4mL28%氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；将100mg富勒烯加入上述双氧水-氨水混合溶液，80℃下反应10h后离心，得到上清液；向上述上清液中加入30mL乙醇反应生成黄色沉淀，使用乙醇对上述黄色沉淀进行洗涤；对洗涤后的黄色沉淀使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
将80.0g蚕丝置于浓度为0.02mol/L的碳酸钠溶液中微沸30 min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复以上步骤3次，得到去除丝胶的蚕丝置于60℃烘箱中烘干得到纯丝素纤维。将纯丝素纤维在60℃下溶解于9.3mol/L溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析3天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯、0.1mg/mL辣根过氧化物酶进行混合，得到混合溶液，向上述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照20min，得到成品1。
实施例2
将10mL30%双氧水和4mL28%氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；将100mg富勒烯加入上述双氧水-氨水混合溶液，70℃下反应12h后离心，得到上清液；向上述上清液中加入30mL乙醇反应生成黄色沉淀，使用乙醇对上述黄色沉淀进行洗涤；对洗涤后的黄色沉淀使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
将80.0g蚕丝置于质量分数为0.02mol/L的碳酸钠溶液中微沸30min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复以上步骤3次，得到去除丝胶的蚕丝置于60℃烘箱中烘干得到纯丝素纤维。将纯丝素纤维在65℃下溶解于9.3mol/L溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析3.5天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯、0.1mg/mL辣根过氧化物酶进行混合，得到混合溶液，向上述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照25min，得到成品2。
实施例3
将10mL30%双氧水和4mL28%氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；将100mg富勒烯加入上述双氧水-氨水混合溶液，60℃下反应14h后离心，得到上清液；向上述上清液中加入30mL乙醇反应生成黄色沉淀，使用乙醇对上述黄色沉淀进行洗涤；对洗涤后的黄色沉淀使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
将80.0g蚕丝置于质量分数为0.02mol/L的碳酸钠溶液中微沸30min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复以上步骤3次，得到去除丝胶的蚕丝置于60℃烘箱中烘干得到纯丝素纤维。将纯丝素纤维在67℃下溶解于9.3mol/L溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析4天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯、0.1mg/mL辣根过氧化物酶进行混合，得到混合溶液，向上述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照30min，得到成品3。
对比例1
将80.0g蚕丝置于质量分数为0.02mol/L的碳酸钠溶液中微沸30 min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复以上步骤3次，得到去除丝胶的蚕丝置于60℃烘箱中烘干得到纯丝素纤维。将纯丝素纤维在65℃下溶解于9.3mol/L溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析4天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。将30mg/mL纯丝素溶液与0.1mg/mL辣根提取物进行混合，得到混合溶液，向上述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照30 min，混合溶液未形成凝胶，未得到成品。
对比例2
将10mL30%双氧水和4mL28%氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；将100mg富勒烯加入上述双氧水-氨水混合溶液，70℃下反应12h后离心，得到上清液；向上述上清液中加入30mL乙醇反应生成黄色沉淀，使用乙醇对上述黄色沉淀进行洗涤；对洗涤后的黄色沉淀使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
将80.0g蚕丝置于质量分数为0.02M的碳酸钠溶液中微沸30min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复以上步骤3次，得到去除丝胶的蚕丝置于60℃烘箱中烘干得到纯丝素纤维。将纯丝素纤维在65℃下溶解于9.3M溴化锂溶液中，浴比1：4，溶解4h，取出后置于去离子水中透析4天，采用脱脂棉过滤后得到纯丝素溶液。将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯进行混合，得到混合溶液，采用近紫外光照30min，混合溶液未形成凝胶，未得到成品。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (10)
1.一种光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：
S1、制备纯丝素溶液；
S2、将纯丝素溶液与水溶性富勒烯、辣根过氧化物酶混合，形成混合溶液；
S3、向所述混合溶液中通入氧气后密封，采用近紫外光照20min~30min，得到光固化丝素蛋白水凝胶。
2.根据权利要求1所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备纯丝素溶液，包括：
对蚕丝进行预处理得到纯丝素纤维；
将所述纯丝素纤维溶解于溴化锂溶液中，取出后置于去离子水中透析3~4天，过滤后得到纯丝素溶液。
3.根据权利要求2所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述对蚕丝进行预处理得到纯丝素纤维，包括：
将蚕丝置于碱性溶液中微沸30min，取出未溶解的物质用去离子水洗净，重复3次后得到纯丝素纤维。
4.根据权利要求3所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为0.02mol/L的碳酸氢钠或0.02mol/L的碳酸钠溶液。
5.根据权利要求2所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述溴化锂溶液的浓度为9.3mol/L。
6.根据权利要求1所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述水溶性富勒烯通过如下步骤获取：
将双氧水和氨水混合得到双氧水-氨水混合溶液；
将富勒烯加入所述双氧水-氨水混合溶液，反应后离心，得到上清液；
向所述上清液中加入乙醇反应生成黄色沉淀；
使用葡聚糖凝胶分离得到水溶性富勒烯。
7.根据权利要求6所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将富勒烯加入所述双氧水-氨水混合溶液的反应条件为60~80℃下反应10~14h。
8.根据权利要求7所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将富勒烯加入所述双氧水-氨水混合溶液的反应条件为65~75℃下反应11~13h。
9.根据权利要求1所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于，所述将纯丝素溶液与经过预处理的富勒烯、杜仲提取物混合，形成混合溶液，包括：
将30mg/mL纯丝素溶液与1mg/mL水溶性富勒烯、0.1mg/mL辣根过氧化物酶混合，形成混合溶液。
10.一种光固化丝素蛋白水凝胶，采用如权利要求1~权利要求9任一所述的光固化丝素蛋白水凝胶的制备方法制得。
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|---|---|---|---|
| CN202310053807.0A Pending CN116655945A (zh) | 2023-02-03 | 2023-02-03 | 一种光固化丝素蛋白水凝胶及其制备方法 |
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| CN (1) | CN116655945A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006212383A (ja) * | 2005-02-06 | 2006-08-17 | Mase Shunzo | 脱臭方法 |
| CN103191427A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-07-10 | 郑州大学 | 富勒烯及其衍生物在射频或微波照射下作为制备治疗皮肤病或肿瘤药物中的应用 |
| CN107118359A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-01 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 光固化水凝胶及其制备方法 |
| CN107913289A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 北京福纳康生物技术有限公司 | 水溶性富勒烯结构在制备治疗肿瘤的药物中的应用 |
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-
2023
- 2023-02-03 CN CN202310053807.0A patent/CN116655945A/zh active Pending
Patent Citations (9)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
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