[發(fā)明專利]絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310392768.3
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103468002A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 賈蘭;朱晶心;衛(wèi)愛麗;郭麗
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08K3/08;C08K9/10;C08K3/22;C08J3/05;C08J3/11
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發(fā)明屬于納米復合材料的制備技術領域，具體涉及一種絲素蛋白與無機金屬納米粒子復合體系的制備方法。

背景技術

金屬納米粒子由于具有一系列優(yōu)異性質，如磁學性質、電學性質、光學性質等，作為納米材料在生物、化學、醫(yī)學等領域得到了越來越廣泛的應用。在生物醫(yī)學領域，包括藥物緩釋、基因傳遞、生物分子診斷和檢測、生物傳感器等領域使用的納米粒子，絕大多數都要求能夠在生理環(huán)境例如在較寬的pH范圍以及較高的鹽濃度環(huán)境下穩(wěn)定分散，此外生物相容性也是納米粒子應用的前提。然而，在水溶液中直接合成的金屬納米粒子通常具有很高的比表面能，在酸性條件、較高的鹽離子濃度以及較長存放時間下都容易發(fā)生聚集。一旦聚集便失去了該體系所具有的獨特性能，從而限制其應用。

為改善金屬納米粒子穩(wěn)定性和生物相容性，人們進行了一系列嘗試。通過巰基交換的方法在納米粒子表面修飾生物相容性較好的分子如聚乙二醇（PEG）等，但由于Au-S鍵缺乏長期穩(wěn)定性，并且這種修飾需要多步反應，合成復雜，成本也較高。采用小分子對金納米粒子進行修飾往往穩(wěn)定性不足，尤其是酸性條件和高鹽離子濃度條件下還是容易聚集。也有研究者在納米粒子表面包覆二氧化硅薄層，得到金屬納米粒子為核二氧化硅為殼的復合納米粒子，賦予納米粒子良好的水溶液穩(wěn)定性。此外聚合物也是很好的穩(wěn)定劑，許多種類的聚合物都已經成功的用作模板來制備金屬納米粒子。例如，專利CN?20110208707.8?報道了一種單分子聚合物納米顆粒與金屬納米粒子復合物的制備方法。專利?CN?201110080358.6報道了一種聚苯乙烯/（貴金屬納米粒子@聚苯胺）復合粒子及其制備方法。然而二氧化硅和這些聚合物的生物相容性一般，不能支持細胞的良好生長。如何獲得制備簡單、具有良好生理環(huán)境穩(wěn)定性以及生物相容性的金屬納米粒子體系，對金屬納米粒子在生物醫(yī)用領域中廣泛應用有著重要的意義。

絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量占蠶絲的70%?~?80%，具有良好的生物相容性、生物降解性，而且通過不同處理可以得到不同的形態(tài)，如纖維、溶液、水凝膠、薄膜、支架等。目前提取絲素蛋白的技術已經成熟，絲素蛋白在組織工程、藥物傳遞、生物傳感器方面都有廣泛的潛在應用。結合絲素蛋白與金屬納米粒子各自的優(yōu)點，通過簡單易行的方式制備具有良好生物相容性和生理環(huán)境穩(wěn)定性的絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系，目前還未見報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種制備簡單、可以顯著改善金屬納米粒子生理環(huán)境穩(wěn)定性和生物相容性的絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系及其制備方法。

本發(fā)明絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系的制備方法，其特征在于該復合體系中金屬納米粒子在pH為2~11條件下以及鹽濃度為0-1000?mM條件下不會發(fā)生聚集現象，包括如下制備步驟：

1）制備絲素蛋白水溶液

將去蛹并剝成薄層的家蠶蠶繭或生絲置入0.5-2wt%的碳酸鈉水溶液中，蠶繭或生絲與碳酸鈉水溶液的重量體積比為50:1~150:1，煮沸0.5~3小時以除去表面絲膠，用去離子水洗滌三次，干燥后得到脫膠絲素纖維，采用摩爾比為1:2:8的氯化鈣-乙醇-水三元體系或9~9.5?mol?L^-1的溴化鋰水溶液作為溶劑體系，溶解脫膠絲素纖維，脫膠絲素纖維與溶劑體系的重量體積比為10?:?1,?溶解溫度為40~80℃，溶解時間為1~3?h，得到絲素纖維溶液，將絲素纖維溶液真空抽濾除去雜質后，裝入截留分子量為8000-14000的透析袋連續(xù)透析三天以去除鹽離子，得到純的絲素蛋白水溶液，調節(jié)絲素蛋白水溶液濃度為0.01~10wt?%；

2）制備絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系

將金屬納米粒子分散于水中，配制成0.01~1.0?wt%的金屬納米粒子水溶液，按金屬納米粒子和絲素蛋白的重量比為1:?9?~?9:1的比例加入絲素蛋白水溶液，攪拌下充分混合0.5～12小時，使絲素蛋白非共價吸附在金屬納米粒子表面上，得到絲素蛋白/金納米粒子復合體系。

上述的絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系的制備方法，其特征在于所述金屬納米粒子為金、銀、鉑和鈀的納米粒子中的一種或由金、銀、鉑和鈀金屬元素中的任意兩種制備的二元核殼型金屬納米粒子或以四氧化三鐵為核，金、銀、鉑和鈀金屬元素中的任意一種為殼制備的核殼型金屬納米粒子，其金屬納米粒子粒徑為5~100?納米。

上述絲素蛋白/金屬納米粒子復合體系的制備方法，其特征在于所述鹽為氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀、高氯酸鈉或高氯酸鉀。

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本發(fā)明與現有技術相比具有的有益效果是：