[发明专利]基于丝素蛋白生物模板调控的氧化锌纳米颗粒制备方法

说明书

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种基于丝素蛋白生物模板调控的氧化锌纳米颗粒制备方法，包括以下步骤：S1，将蚕茧脱胶后溶解，制备丝素蛋白水溶液；S2，将锌盐溶液以及碱溶液混合得到混合溶液；S3，将步骤S1中所得的丝素蛋白水溶液加入到步骤S2中的混合溶液中充分反应；S4，将步骤S3反应后的溶液进行洗涤、烘干后得到氧化锌纳米颗粒。丝素蛋白作为生物模板调控纳米氧化锌颗粒的大小以及形貌，得到的纳米氧化锌颗粒粒径小，形貌不规则，提高抗菌性能，且操作方法简单，成本低。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其涉及一种基于丝素蛋白生物模板调控的氧化锌纳米颗粒制备方法。

背景技术

抗生素的使用可以显著提高人类对致病病菌的抵抗力，然而随着人们对抗生素的滥用，一些致病菌对抗生素产生了一定的耐药性，影响了抗生素的治疗效果。与常用的抗生素相比，无机抗菌材料具有安全性高、持久性强、抗菌性能稳定和耐热性好等方面的优点。其中，纳米氧化锌具有良好的生物相容性、免疫调节能力和抗菌性，在抗菌应用过程中具有用量少和抗菌效率高且成本低廉等优点。

纳米ZnO的抗菌机制主要为：(1)纳米ZnO颗粒黏附在细菌膜表面，导致菌膜破损；(2)溶出产生锌离子，与菌体蛋白酶结合使其失活；(3)ZnO在阳光或紫外线照射下，可产生活性氧自由基，起溶菌作用而产生抗菌作用。纳米ZnO粒子表面能、锌离子溶出速率以及产生氧自由基的化学活性，与颗粒尺寸和其表面形貌有密切联系，因此ZnO的抗菌性能具有一定的粒径依赖性，采用不同的制备方法合成特定形貌、尺寸可控的纳米氧化锌颗粒对推动ZnO在抗菌方面的研究和应用具有重要意义。

目前，人们已经采用化学气相法、溶胶-胶法、直接沉降法、水热法等制备出具有不同形貌和结构的ZnO纳米材料，但是对于如何调控ZnO颗粒的尺寸和形貌一直是国内外的技术难题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种ZnO纳米颗粒的制备方法，解决现有技术中难以调控氧化锌纳米颗粒粒径和形貌的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于丝素蛋白生物模板调控的氧化锌纳米颗粒制备方法，包括以下步骤：

S1，将蚕茧脱胶后溶解，制备丝素蛋白水溶液；

S2，将锌盐溶液以及碱溶液混合得到混合溶液；

S3，将步骤S1中所得的丝素蛋白水溶液加入到步骤S2中的混合溶液中充分反应；

S4，将步骤S3反应后的溶液进行洗涤、烘干后得到氧化锌纳米颗粒。

丝素蛋白(Silk Fibroin)是经过家蚕脱胶处理后得到的天然高分子纤维蛋白，主要由甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸组成(占总量的95％以上)，分为Silk I和Silk II两种构象。Silk I构象是一种介于α-螺旋和β-折叠的中间形态，为无规卷曲结构和由链内氢键作用产生；Silk II构象则为反平行β-折叠(β-sheet)构象，结构内肽链排列整齐，链断间具有较强的氢键作用和分子间作用力。Silk I构象结构不稳定，极易转变为Silk II构象。丝素蛋白结构可控性强，富含氨基和羧基等极性官能团，提取过程条件温和、过程简单、价格低廉、环境友好，是纳米材料合成过程中理想的生物模板材料。加入丝素蛋白制备的氧化锌纳米颗粒粒径小、形貌更加不规则，提高了纳米氧化锌的表面能，提升了纳米氧化锌颗粒的抗菌性能。

优选地，所述步骤S1中，所述丝素蛋白水溶液的质量体积分数为6～7w/v％。

优选地，所述步骤S1包括：

S11，用Na2CO3溶液对蚕茧进行脱胶；

S12，用LiBr水溶液将步骤S11所得的脱胶后的丝素蛋白溶解，并经过透析后得到丝素蛋白水溶液。