[发明专利]一种γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种γ‑聚谷氨酸‑聚丙烯腈复合纳米纤维膜及其制备方法，将γ‑聚谷氨酸和聚丙烯腈按照一定比例(1∶10‑5∶6)溶解于体积比为21∶1的N、N‑二甲基甲酰胺和三氟乙酸复配溶剂中，配置成一定浓度(11％‑18％)的均匀溶液，通过静电纺丝技术制备成复合纳米纤维膜。本发明制备所得的纳米纤维膜具有网状结构，γ‑聚谷氨酸有着良好的保水性、生物相容性，聚丙烯腈有良好的化学稳定性和机械性能，产品可广泛的应用于生体组织培养、医用辅料等领域。

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及γ-聚谷氨酸纳米纤维膜的制备方法，尤其涉及一种通过静电纺丝工艺制备γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法。

技术背景

通过静电纺丝制备纳米纤维膜是一种相对简单易行的技术，制备的纳米纤维膜材料具有比表面积大，微孔隙率高、贯通性好等优势，在过滤分离、组织工程、医用材料、生物细胞培养等领域都有良好的应用前景。

γ-聚谷氨酸是一种高分子阴离子型多肽型聚合物，主要是由两种类型不同的谷氨酸：D-谷氨酸和L-谷氨酸以聚合的方式组成，目前多以微生物发酵法制备。γ-聚谷氨酸具有水溶性极好，吸附性能强，可自然降解，无毒无害，可食用等特性，使其在各个领域具有广泛的应用前景。

聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应制的，为白色或略带黄色的粉末物质，具有良好的耐化学品稳定性、耐光性和耐霉菌性，以及很好耐水解性和抗氧化性，广泛的应用于纤维类和膜类制品的制备。

现有的技术中，γ-聚谷氨酸由于具有大量的亲水性基团，分子间纠缠度较高，采用静电纺丝技术无法制备纳米纤维。一些添加γ-聚谷氨酸的纳米纤维膜制备后，从膜的稳定性角度出发，均需采用后处理，如醛化等，对γ-聚谷氨酸的性能产生了影响。本发明通过静电纺丝工艺制备的γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜不需要后处理就可以保持稳定的状态和性能；另一方面，本发明制备的γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜无毒性，在细胞培养方面也有十分突出的表现。

发明内容

本发明的目的是提供一种γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜及其制备方法。

本发明为实现上述目的需要解决的技术问题是，寻找适合于γ-聚谷氨酸、聚丙烯腈静电纺丝液制备的溶剂以及γ-聚谷氨酸、聚丙烯腈的原料比例。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用N、N——二甲基甲酰胺、三氟乙酸作为溶剂，配置出体积比为21∶1的复配溶剂，备用；

使用γ-聚谷氨酸和聚丙烯腈为溶质，备用

按照质量百分比浓度为11％-18％，分别计算、称量上述复配溶剂和溶质，其中溶质中γ-聚谷氨酸和聚丙烯腈按质量比1∶10-5∶6，分别称取；

将所称取的γ-聚谷氨酸加入到上述的复配溶剂中，充分搅拌制成均匀的溶液A。

将所称取的聚丙烯腈粉末加入到溶液A中，充分搅拌，制得均匀的混合溶液B。

将所得的混合溶液B置于超声波发生器内进行脱泡，制得纺丝原液；

利用静电纺丝设备，制备γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈复合纳米纤维膜。

上述技术方案直接带来的技术效果是，制备工艺流程短，工艺可控性高，产品形态、性能稳定，不需后处理，在常态下可长时间保存。

所制备的γ-聚谷氨酸-聚丙烯腈纳米纤维膜可广泛的应用于生体细胞、组织培养、医用辅料等领域。

上述技术方案中，技术关键点之一是溶剂中N、N——二甲基甲酰胺、三氟乙酸的复配比例：