[发明专利]一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法

说明书

本发明公开了一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将预先制备的天然高分子分散液与丝素蛋白溶液混合，得到混合溶液备用；将所述混合溶液搅拌均匀，并在pH值为2～6.5或7.5～11的条件下原位生长，得到原位生长型丝素蛋白纳米刷。有益效果：本发明开发了一种新型全天然生物高分子组分的纳米刷材料，且所述制备过程完全采用水溶液体系，无需引入任何接枝改性和交联剂；制备方法工艺简单、制备条件绿色、环保、温和、可控；制备产物无任何废弃残余物，丝素蛋白纳米刷材料得率100％，可实现该材料的宏量制备，为天然生物高分子资源的高效利用提供了新思路和新方法，对蚕丝及其丝素蛋白资源的工业化应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及丝素蛋白纳米材料的制备技术领域，具体来说，涉及一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法。

背景技术

自然界中蕴藏着极为丰富的天然高分子，如纤维素、甲壳素、丝素蛋白和大豆蛋白等。近年来，这些材料因其可持续性、生物相容性、生物可降解性，而受到越来越广泛地科学研究和在高新技术领域的应用。

纳米结构普遍存在于这些天然高分子材料，其自身兼具了强度和韧性的完美平衡，不仅如此，也赋予了天然高分子材料从纳米尺度到宏观尺度上优异的综合力学性能。虽然，从这些天然材料中直接提取或再生出纳米材料已经有了长足的发展，但其力学性能或附加功能却远不及天然材料中存在的纳米结构。诚然，通过将多种天然高分子组分物理混合或化学交联制备的复合材料，可部分地解决上述问题，然而，由于缺少天然材料中广泛存在的层级结构，将天然高分子简单复合很少能产生高性能的生物材料，近而极大地限制了天然高分子材料在生物医药、组织工程等领域的应用，尤其是涉及到药物递送、骨组织修复等应用领域，迫切需要一种全天然组分且兼具良好的生物相容性和优异的力学性能等特点的纳米复合材料。

自然界中存在的天然材料，例如牙齿、木材、贝壳和甲壳类外骨骼等，十分巧妙地将蛋白质、多糖等天然高分子纳米纤维结合在一起，以构建高度有序的结构性(层状)纳米结构，进而形成具有多尺度的复杂层级结构。受到这些自然结构的启发，试图模拟天然结构性纳米材料的仿生研究逐渐引起广泛关注，但是传统的仿生多是基于天然高分子与无机材料的复合，例如甲壳素/丝素蛋白/碳酸钙复合仿生贝壳等，往往限制其在生物医学、组织工程等领域的应用。幸运的是，相较于其他天然高分子而言，丝素蛋白的特色在于其高度有序的一级结构，使得丝素蛋白具有固有且强烈地自组装成高级复杂结构的趋势。外界刺激(如电场、pH、机械剪切和加热等)可以轻易地触发丝素蛋白的自组装过程，诱导丝素蛋白构象的转变，近而原位生长为复杂的纳米材料。

综上所述，目前尚未出现一种操作简易、绿色环保、生物安全性高的方法能够制备全天然高分子基的结构性纳米复合材料，因此，本发明提供了一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种原位生长型丝素蛋白纳米刷的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将预先制备的天然高分子分散液与丝素蛋白溶液混合，得到混合溶液备用；

将所述混合溶液搅拌均匀，并在pH值为2～6.5或7.5～11的条件下原位生长，得到原位生长型丝素蛋白纳米刷。

进一步的，所述丝素蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：

首先将预先备置的蚕丝置于溶解体系中进行溶解脱胶处理，随后进行透析处理便可得到丝素蛋白溶液；