[發明專利]人造真菌黑色素材料的制備及紫外防護應用

有效

• 申請號: 202110779287.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113683771B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李乙文;黃楚皓
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G65/44
• 分類號: C08G65/44;C08L29/04;C08L71/10;C08J5/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

一種人造真菌黑色素納米粒子的制備方法，包括以下步驟：在空氣氛圍下，將黑色素前體溶于溶劑中，調節pH值為3?4，攪拌得A溶液；將銅化合物催化劑溶于水中，配制的B溶液；將A溶液于攪拌下在金屬浴上加熱升溫，攪拌下將B溶液加入A中，混合均勻，反應得反應液；將反應液離心，沉淀清洗超聲分散后再次離心，重復多次，得到人造真菌黑色素納米粒子；將人造真菌黑色素納米粒子在去離子水中分散保存。該方法副反應少，成本低，產率高，操作簡單工藝流程短，可重復性好。可以通過調節反應條件和原料配比來調控納米粒子的粒徑，粒徑在60?700nm間。所得納米粒子有較好紫外吸收的能力，明顯強于在紫外防護領域使用的聚多巴胺材料，有望作為新的紫外防護添加劑。

技術領域

本發明涉及一種人造真菌黑色素材料的制備及紫外防護應用，具體的，涉及一種真菌黑色素納米粒子、其制備方法及紫外防護應用，屬于黑色素材料技術領域。

背景技術

黑色素是一種存在于動物、植物和微生物等許多生物體中的天然色素，以其在人類皮膚著色中的作用而聞名，然而，它們也以多種方式發揮作用，如金屬離子絡合、自由基猝滅、光保護、神經保護等。黑色素根據其結構可分為五種類型：真黑色素、褐黑色素、神經黑色素、膿黑色素、異黑色素。其中異黑色素是一種不含氮的黑色素，通常在植物、真菌等生物中存在。

以1，8-二羥基萘(DHN)為前體合成的真菌黑色素(或被稱為DHN-黑色素)就是異黑素的一種，這種黑色素被發現于切爾諾貝利核電站，在大多生物無法存活的高強度的電離輻射下生長的一種真菌中(Microbiol.2008,11,525–531)。在真菌中，真菌黑色素都有助于其在惡劣的環境中生存，通過作為細胞壁的必要成分，增加其剛性，疏水性，負電荷和減少其孔隙率(Biochemistry 2005,44,3683–3693)。此外，真菌黑色素可以保護這些真菌免受高劑量輻射，在某些情況下，已證明γ輻射對在宇宙飛船上和切爾諾貝利反應堆內發現的某些種類的黑化真菌是有益的(PLoS One 2007,2,e457)。鑒于天然黑色素的無數功能和它們固有的化學性質的復雜性，合成人造黑色素材料為分析黑色素的結構和功能提供了有前途的途徑。

在合成方面，目前常見的是強氧化劑氧化(ACS Nano 2019,13,10,10980–10990)和氨氣催化的固相聚合法(J.Mater.Chem.B,2020,8,4412-4418)。強氧化劑氧化制得的真菌黑色素粒徑雖然均一但可調整范圍小，且氧化劑會帶來較多副反應和副產物，可能會對材料產生不利的影響。氨氣催化的固相聚合則局限于制備介質表面的涂層，在使用環境上有局限性。這些限制使得我們更需要開發新的人造真菌黑色素材料的制備方法，而模仿生物的仿生合成比較利于獲得結構上接近天然真菌黑色素的人造真菌黑色素材料。人造真菌黑色素的仿生合成目前是采用酶催化聚合，最常見的是辣根過氧化物酶(HRP酶)(ChemPlusChem 2019,84(9),1331-1337)以及漆酶(ACS Nano 2019,13,10,10980–10990)。但人工條件下使用酶來合成真菌黑色素時，因無法像生物內一樣有許多調節機制，合成的其真菌黑色素材料大多形貌不均一。且酶活性受許多因素影響，使得可重復性差。更重要的是酶的生產過程復雜，價格昂貴，不利于大規模使用。

發明內容

針對上述的問題，本發明提供一種人造真菌黑色素納米粒子的制備方法，一種人造真菌黑素納米粒子，以及其在紫外防護中的應用。

一方面，本發明提供一種真菌黑色素納米粒子的制備方法，包括以下步驟：

一種人造真菌黑色素納米粒子的制備方法，包括以下步驟：

在空氣氛圍下，將黑色素前體溶于溶劑中，調節pH值為3-4，攪拌得A溶液。

將銅化合物催化劑溶于水中，配制的B溶液。

將A溶液于攪拌下在金屬浴上加熱升溫，攪拌下將B溶液加入A中，混合均勻，反應得反應液。

將反應液離心，沉淀清洗超聲分散后再次離心，重復多次，得到人造真菌黑色素納米粒子。