[發明專利]一種在超重力場下絲素蛋白納米顆粒的制備方法和系統

在審

• 申請號: 202010447714.2
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111848988A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 呂珊珊;孫寶昌;王潔欣;李娜;陳建峰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08J3/03;B01F13/06;B01F3/08;B82Y30/00;B82Y40/00;C08L89/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明提供了一種在超重力場下絲素蛋白納米顆粒的制備方法和制備系統，將再生絲素蛋白溶液和乙醇按一定比例通入超重力裝置，在超重力環境下，將再生絲素溶液與乙醇混合均勻反應后，直接干燥制得絲素蛋白納米顆粒，本發明采用超重力制備絲素蛋白納米顆粒，相較于現有技術，不需要經過冷凍、解凍以及離心洗滌的步驟，避免了存在冷凍時間過長，產品形貌層次不齊，同時容易導致引發劑殘留的問題，并且離心洗滌能夠產生顆粒與顆粒之間的粘連嚴重，進一步影響產品質量。

技術領域

本發明涉及高分子技術領域，更具體的，涉及一種在超重力場下絲素蛋白納米顆粒的制備方法和制備系統。

背景技術

天然高分子蛋白材料因其廣泛存在于動物和植物體內，來源廣泛且易于獲得而被廣泛應用。常見的天然高分子蛋白包括玉米醇溶蛋白，麥醇溶蛋白，酪蛋白，白蛋白及絲素蛋白等。

其中，絲素蛋白來源于蠶絲，蠶絲主要是由絲素及絲膠兩種蛋白質組成，另外還含有一些微量的雜質。其中，絲膠是蠶絲纖維外層的蛋白質，對包裹在內的絲素起保護和粘結作用。絲素蛋白主要由Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-Ser的重復多肽序列組成。因其具有優異的機械性能及生物相容性，且易在水溶液環境中加工處理或化學修飾制備不同的絲素材料如凝膠、多孔支架、納米纖維、膜以及納微顆粒。絲素的構象主要包括無規卷曲，α-螺旋，β-折疊三種，在蠶絲纖維中，絲素主要以穩定的β-折疊構象存在，蠶絲經過脫膠后，經變形劑溶解透析后制得絲素溶液。在絲素水溶液中，其主要以無規卷曲的形式存在。由于無規卷曲構象能量較高使得穩定性差，通常在特定的條件下(溫度、pH、攪拌、超聲、鹽離子添加、有機溶劑及水蒸氣處理)等均會誘導絲素由無規卷曲向穩定的β-折疊構象轉變。

在以往的制備絲素蛋白納米顆粒的方法中，包含有乳化法、模板輔助法、噴霧干燥法、溶劑揮發法、相分離法、自組裝法等，其中自組裝法因其操作簡單，且不含任何表面活性劑、引發劑、交聯劑而對人體產生危害，所以被廣泛應用。自組裝法的主要原理是在有機溶劑的誘導下促使絲素蛋白轉變為β-折疊結構，從而可以形成顆粒。

大多數絲素蛋白的制備工藝需要經過冷凍8至24小時后解凍，然后離心洗滌得到產品。該工藝存在冷凍時間過長，產品形貌層次不齊，同時容易導致引發劑殘留的問題，并且，離心洗滌能夠產生顆粒與顆粒之間的粘連嚴重，進一步影響產品質量。

發明內容

為了解決上述問題中的至少一個，本發明一方面提供了一種在超重力場下絲素蛋白納米顆粒的制備方法，將再生絲素蛋白溶液與設定有機溶液共同通入超重力裝置，得到乳濁液；所述設定有機溶液可與水溶液互溶或乳化；對所述乳濁液進行干燥，得到微納尺度的絲素蛋白納米顆粒。

在某些實施例中，所述再生絲素蛋白溶液與乙醇的體積比例范圍：1:20至9:20。

在某些實施例中，對絲素蛋白源進行脫膠處理，得到絲素蛋白；將絲素蛋白放置于溶解液中加熱溶解，得到初步再生絲素蛋白溶液；除去所述初步再生絲素蛋白溶液中的雜質，獲得所述再生絲素蛋白溶液。

在某些實施例中，所述設定有機溶液包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及聚乙烯醇中的一種或多種，或者包括乙酸乙酯、癸烷、十二烷、二氯甲烷、聚氨基甲酸酯、玉米油以及葵花籽油中的一種或多種。

在某些實施例中，所述將絲素蛋白放置于溶解液中加熱溶解，包括：

將絲素蛋白放置于由氯化鈣、乙醇以及水組成的溶解液中進行加熱溶解。

本發明第二方面實施例提供一種在超重力場下絲素蛋白納米顆粒的系統，超重力裝置，包括兩個液體入口以及液體出口；第一進液管路，與所述超重力裝置的其中一個液體入口連通，并可泵入再生絲素蛋白溶液；第二進液管路，與所述超重力裝置的其中另一個液體入口連通，并可泵入設定有機溶液；以及干燥裝置，對所述超重力裝置出口的產品進行干燥得到絲素蛋白納米顆粒。