[发明专利]苯丙氨酸二肽基共自组装产物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种苯丙氨酸二肽基共自组装产物及其制备方法和应用，该方法包括步骤1：配置苯丙氨酸二肽和二肽的混合溶液；步骤2：将基底浸入混合溶液中，然后将基底沿着垂直于水平液面的方向从溶液中按照预设的速度向上提拉，直至基底完全脱离混合溶液，提拉过程中在气相、液相和固相的三相界面处形成苯丙氨酸二肽基共自组装阵列。本发明的方法可以大规模合成有序的苯丙氨酸二肽基共自组装阵列，而且在组装过程中，通过调控混合溶液中苯丙氨酸二肽和二肽的比例，可以得到不同二肽比例的苯丙氨酸二肽基共自组装产物，实现对苯丙氨酸二肽基共自组装产物的压电特性的调控，提供了一种简单可行、设备成本低的压电常数调控策略。

技术领域

本发明属于生物微纳结构材料与电子交叉技术领域，具体涉及一种苯丙氨酸二肽基共自组装产物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，人们发现越来越多的生物材料具有压电特性，如骨头、蛋白质、纤维素、噬菌体、氨基酸和多肽等。这些生物材料受益于其压电特性、生物相容性和一定的比表面积等优点，在生物医学、基因工程、药物治疗、超级电容器、纳米发电机和传感器等领域有着极大的应用前景。

苯丙氨酸二肽(FF)作为一种压电生物肽材料，具有易于制备、形貌多样化、可功能化、优异的压电和光学性能而备受研究者的青睐。FF分子可以在溶液中围绕水分子通过氢键、π-π堆积、范德瓦耳斯和静电相互作用自组装成纳米/微米管、纳米/微米线、纳米/微米纤维、微米柱和微米花等结构。在溶液中自组装的FF具有非中心对称的六方晶系晶体结构(P6₁)，其面内压电常数d₁₅60pm/V，面外压电常数d₃₃约为9.9pm/V。

尽管研究者对FF的合成及压电性能做了大量研究，但是其有序大规模阵列的合成和压电性能的调控仍较有限。研究发现在FF合成过程中施加电场可以得到极化方向均匀的阵列，并且其压电常数得以提高，但是该FF阵列需要在强电场中合成，在自然环境中无法合成得到压电特性和形貌可控的FF阵列。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种苯丙氨酸二肽基共自组装产物及其制备方法和应用。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种苯丙氨酸二肽基共自组装产物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：配置苯丙氨酸二肽和二肽的混合溶液；

步骤2：将基底浸入所述混合溶液中，然后将所述基底沿着垂直于水平液面的方向从溶液中按照预设的速度向上提拉，直至所述基底完全脱离所述混合溶液，提拉过程中在气相、液相和固相的三相界面处形成苯丙氨酸二肽基共自组装阵列；

或者，步骤2’：将所述混合溶液在容器中自然蒸发结晶，得到苯丙氨酸二肽基共自组装粉末；

其中，通过调控所述混合溶液中苯丙氨酸二肽和二肽的比例，得到不同二肽比例的苯丙氨酸二肽基共自组装产物，以实现对所述苯丙氨酸二肽基共自组装产物的压电特性的调控。

在本发明的一个实施例中，所述二肽为苯丙氨酸-色氨酸二肽、环形苯丙氨酸-色氨酸二肽或N-芴甲氧羰基二苯丙氨酸；

所述混合溶液的溶剂为六氟异丙醇水溶液、甲醇水溶液、乙醇水溶液、丙酮水溶液、异丙醇水溶液、乙晴水溶液或乙酸水溶液。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1包括：

步骤11：按照预设比例称取苯丙氨酸二肽和二肽；

步骤12：配置混合溶液的溶剂；

步骤13：将称取的苯丙氨酸二肽和二肽溶解于溶剂中，达到预设的浓度，并利用超声机使其均匀分散在溶剂中，得到所述混合溶液。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤11中，苯丙氨酸二肽和二肽的质量比为，二肽:(苯丙氨酸二肽+二肽)＝0％～40％。