[发明专利]一种提高丝蛋白基水溶液浓度的方法及由所述方法制备的丝蛋白基水溶液

说明书

本发明涉及一种提高丝蛋白基水溶液浓度的方法及由所述方法制备的丝蛋白基水溶液。所述方法包括在对起始丝蛋白水溶液进行透析及离心后进行真空离心的步骤。所述方法的优点在于可以提供纯净的丝蛋白基水溶液并且所述方法相对于现有技术的丝蛋白基水溶液的常用制备方法具有成本低、效率高、可控性好的优点。

技术领域

本发明属于丝蛋白基材料处理技术领域，具体涉及一种提高丝蛋白基水溶液浓度的方法和由所述方法制备的丝蛋白基水溶液。

背景技术

蛋白基天然高分子材料(如胶原蛋白、角蛋白、丝蛋白等)具有来源广泛、生物相容性好、生物可降解等特点，近年来受到广泛关注并被应用于植入介入材料、组织修复、组织工程、药物缓释等多个生物医学与生物工程领域。

在众多蛋白基天然高分子材料中，丝蛋白基材料因其出色的力学性能、生物相容性和生物可降解性，成为了近年来研究的热点。

除了直接利用天然丝纤维外，通过将天然丝纤维进行处理得到再生丝蛋白进而再加工成各种功能材料是目前的主要研究方向之一。通常再生丝蛋白的提取是通过水溶液法，具体为将天然丝纤维溶解在高浓度的无机盐(溴化锂、硫氰酸钠等)溶液或醇-盐混合体系(氯化钙-乙醇-水等)中，之后在经过透析，纯化，得到再生丝蛋白水溶液。由于在透析过程中渗透压很高，大量的水会进入透析袋内，因此所得到的丝蛋白水溶液的浓度通常较低(一般为6wt.％左右)，低浓度的再生丝蛋白水溶液在材料制备及生产等方面受到了极大的限制。除了通过溶解再生法得到的丝蛋白水溶液外，其他的一些丝蛋白基水溶液，如经过化学修饰得到的再生丝蛋白衍生物的水溶液；经过物理混合得到的再生丝蛋白/添加剂的复合丝蛋白基溶液；通过基因重组技术得到的重组丝蛋白水溶液等也都会面临类似的限制。如何高效可控地将低浓度的丝蛋白基水溶液浓缩以得到较高浓度的溶液成为了目前亟待解决的问题。

现有技术中用于浓缩丝蛋白水溶液的方法主要分为两种，一种是透析袋渗透浓缩法，该方法主要是将丝蛋白水溶液置于透析袋中，然后在高分子聚合物(如聚乙二醇等)的浓溶液中进行透析，过程中透析袋中的水可以渗出以得到高浓度的丝蛋白溶液(US8614293 B2)。然而，该方法耗时较长，需使用大量聚合物透析液，浓缩成本极高。并且，透析过程所用聚乙二醇等高分子在聚合生产过程中会有一些小分子或杂质离子残留，这些杂质离子有可能会渗透进入透析袋进而影响所制备的丝蛋白溶液纯度。另一种浓缩丝蛋白水溶液的方法是将丝蛋白水溶液置于透析袋中，然后放置在真空干燥箱内并在干燥箱内放入吸水剂，在一定温度下进行真空干燥，通过调控抽真空的时间及真空度能获得所需要的不同浓度的丝蛋白溶液(CN 102167724)。该方法需使用透析袋和大量的吸水剂，浓缩成本较高。

因此，仍需要一种高效、纯净、可控、低成本且具有工业化前景的高浓度丝蛋白基水溶液的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、纯净、可控、低成本且具有工业化前景的高浓度丝蛋白基水溶液的制备方法。

本发明提供一种提高丝蛋白基水溶液浓度的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将起始丝蛋白水溶液放入透析袋中透析，经透析后的溶液在环境压力下在第一离心转速下离心，弃去沉淀物得到浓度为4.0-8.0w/v％，优选为4.5-6.5w/v％的丝蛋白基水溶液；

(2)将步骤(1)得到的丝蛋白基水溶液放置在真空环境下在第二离心转速下进行离心浓缩，从而得到浓度大于10w/v％的丝蛋白基水溶液。

在具体实施方式中，步骤(1)中的起始丝蛋白水溶液可以为天然丝蛋白水溶液；经过化学修饰得到的再生丝蛋白衍生物的水溶液；经过物理混合得到的再生丝蛋白/添加剂(如药物，生长因子，抗生素等)的复合丝蛋白基溶液；重组丝蛋白水溶液等。