[发明专利]一种纳米蚕丝丝素蛋白粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用蚕丝丝素制备纳米级的丝素蛋白粉的方法，属于功能纳米材料技术领域。

背景技术

功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域，它可以应用于化工、生物、能源、环境等高科技领域，产生深远的影响并具有广阔的应用前景。如纳米生物材料可以应用在组织工程、再生医学材料以及生物相容界面材料等领域。在生物相容界面材料的应用时，其主要是通过层层组装技术，实现包括蛋白质、DNA和聚电解质等在温和的条件下在众多基材上的组装，不仅实现了对天然生物材料的结构模拟，而且可以获得表面层状生物材料，解决一些材料的生物相容性关键问题，可以应用于如细胞生长支架、药物缓释材料、酶及仿酶载体以及生物传感器材料等范围。而纳米化工材料，可以通过化学反应或物理添加赋予化工材料如降解、催化、消臭抗菌等功能。

正因为功能纳米材料具有极大的应用价值，如何制备及应用功能纳米材料便成了专家、学者的研究热点。蚕丝丝素是由特殊的氨基酸构成，其具备了作为生物、纺织、精细化工材料的很大的应用价值，对其纳米级丝素蛋白粉的制备工艺及方法研究极为活跃。目前工业上尚无纳米级丝素蛋白粉制备方法，现今工业上有采用机械粉碎法制备丝素蛋白粉的情况，但受到粉碎机械技术的制约，只能制得微米级颗粒，而微米级颗粒与纳米级颗粒，其应用范围及应用效果不一致。对于丝素蛋白粉纳米级颗粒的制备，目前均处在实验室阶段。比如申请号为“200610039191.8”、发明名称为“固定化酶的丝素纳米颗粒及其制备方法”的中国发明专利申请就公开了这样的一种方法，它采用了水溶性丝素溶液与能与水混溶的质子型有机溶剂或极性非质子型有机溶剂混合，形成乳白色的球形微粒分散在有机溶剂体系中，得到纳米丝素颗粒混合液或悬浮液，去除有机溶剂，得到丝素纳米颗粒悬浮液或丝素纳米粉末，制得的纳米颗粒约为35～125nm。该方法中，作为纤维蛋白的丝素蛋白不溶或难溶于水，而该专利中未指出水溶性丝素溶液的制备方法，同时在水溶性丝素溶液与能与水混溶的质子型有机溶剂或极性非质子型有机溶剂混合过程中，丝素溶出低，损耗大，所以存在制备难度大、收率低、难以工业化的不足。还有一件中国发明专利(专利号为“200410016856.4”、发明名称为“蚕丝蛋白纳米微球及其制备方法”)运用生物纳米技术，使蚕丝蛋白质在适当条件下发生自组装形成纳米微球，制得的纳米颗粒约为80～3000nm。该方法也存在制备难度大，难以工业化的不足，同时该专利还存在纳米颗粒大小差异大、不均匀的问题。

专利号为“02138016.3”、发明名称为“一种生物活性肽-丝素肽的制备方法”的中国发明专利也公开了一种制备丝素蛋白的方法，它以下脚蚕茧或废蚕丝为原料，经0.3-1.0％(w/v)的Na₂CO₃溶液精练后，用20-60％(w/w)的CaCl₂溶液加热溶解得溶丝液，在pH2.5-12.0，30-80℃下用蛋白酶对溶丝液进行酶水解反应，再用纳滤技术脱除酶解液中高浓度的CaCl₂盐，对浓缩液喷雾干燥即得。该方法虽然能制得丝素蛋白粉末，但颗粒大，无法达到纳米级，这是因为CaCl₂这种金属盐，在溶解丝素时Ca离子会被络合包裹于丝素中，即便进行水溶液透析也无法将Ca离子除去，而该工艺是未除去CaCl₂的情况下进行的酶解反应，除了丝素-Ca离子络合物的形成影响了酶解反应、降低了酶解效果以外，CaCl₂在整个酶解系统的存在还将使其Ca离子与蛋白酶形成络合结构，导致酶失去活性从而使酶解反应难以正常进行。即先酶解后除CaCl₂的工艺流程，是无法达到制备纳米级丝素蛋白粉末的目的的。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种利用蚕丝丝素制备纳米级的丝素蛋白粉的方法，本方法工艺简单易行，适合工业化、大批量生产，所得蛋白粉末颗粒均匀，大小适中，利于应用。

本发明的目的是这样实现的：一种纳米蚕丝丝素蛋白粉的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

①、将纯净的丝素原料加入足量的盐溶液中进行盐溶得到溶丝液，所述盐溶液为50～60wt％NaSCN或由LiBr、CH₃OH和H₂O三者按重量比40～60∶22～42∶10～30配成的有机无机混合溶剂；

②、将第一步得到的溶丝液进行透析，得到丝素蛋白水溶液；