[发明专利]提升壳聚糖材料机械性能的方法及制备的壳聚糖复合材料

说明书

本发明提供了提升壳聚糖材料机械性能的方法及制备的壳聚糖复合材料，所述提升壳聚糖材料机械性能的方法为在壳聚糖材料中加入昆虫类围食膜因子表皮蛋白BmCPAP3s，和/或加入所述表皮蛋白BmCPAP3s的功能性截短体、突变体、多肽中的至少一种。本发明提供了机械性能得到显著提升的CS/CPAP3复合薄膜材料，该复合材料克服了纯壳聚糖薄膜材料普遍存在的刚性与韧性互斥的问题，使家蚕表皮蛋白与壳聚糖复合薄膜材料在生物医学、电子、包装、能源、环境和光学等领域的柔性电子器件中具有广阔的应用前景。本发明提升壳聚糖材料机械性能简易且生物友好，值得行业领域推广。

技术领域

本发明涉及壳聚糖材料制备的技术领域，具体涉及提升壳聚糖材料机械性能的方法及其制备得到的壳聚糖材料。

背景技术

壳聚糖是一种生物高分子材料，为几丁质经过去乙酰化处理后的产物，不仅容易制备获取，并且具有可自然降解、生物相容性好、抗菌、可自组装等优良特性。壳聚糖纳米纤维网络结构的力学性能对其在功能材料中的应用至关重要，然而只使用单一的壳聚糖制作的生物薄膜材料却存在着延伸率差、拉伸强度低以及韧性弱等问题。此前，为了改善壳聚糖薄膜材料存在的上述问题，主要对壳聚糖使用一些物理或化学方法处理以改变壳聚糖分子量大小、链的长度或交联状态。但采用物理或化学方法处理不仅存在能源消耗或环境污染等问题，而且处理后的壳聚糖薄膜材料会出现生物相容性变差的问题，导致其不能很好地应用于如生物医学等领域。

目前研究人员试图通过仿生材料的方法解决上述难题，如专利号为CN201610244966.9的“一种用家蚕丝素蛋白与羧甲基壳聚糖制备多孔材料的方法”制得的多孔材料，表面光滑，质地柔软，蓬松多孔，可塑性强，吸水性更好，具有抗菌抗感染作用，与生物体的生物相容性更好，可广泛适用于生物医学。专利号为CN201911087179.8的“一种导电壳聚糖/角蛋白纳米纤维膜的制备方法”制备的纳米纤维膜机械强度高于一般的角蛋白纳米维维膜，且具备良好的导电性，电导率较高。上述两专利技术通过在壳聚糖体系中引入丝素蛋白或角蛋白以提升材料的多孔性或机械性能。但以上专利中使用的蛋白与壳聚糖结合能力弱，壳聚糖薄膜材料的拉伸强度提升有限，无法很好地增强壳聚糖材料的机械性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提升壳聚糖材料机械性能的方法，大幅度地提升了壳聚糖的机械性能(如拉伸强度、韧性等)，从而克服了上述现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种提升壳聚糖材料机械性能的方法，在壳聚糖材料中加入昆虫类围食膜因子表皮蛋白CPAP3，和/或加入表皮蛋白CPAP3的功能性截短体、突变体、多肽中的至少一种。

所述昆虫选自鳞翅目家蚕、棉铃虫；鞘翅目昆虫赤拟谷盗；双翅目昆虫埃及伊蚊，冈比亚按蚊，黑腹果蝇，致倦库蚊；同翅目昆虫豌豆长管蚜；膜翅目昆虫意大利蜂，蝇蛹金小蜂；虱目昆虫人体虱。

对不同目的昆虫CPAP3蛋白通过进化树进行聚类分析，其中选取鳞翅目代表昆虫为家蚕(Bombyx mori，Bm)，棉铃虫(Helicoverpa armigera，Ha)；鞘翅目代表昆虫为赤拟谷盗(Tribolium castaneum，Tc)；双翅目代表昆虫埃及伊蚊(Aedes aegypti，Tc)，冈比亚按蚊(Anopheles gambiae，Ag)，黑腹果蝇(Drosophila melanogaster，Dm)，致倦库蚊(Culexquinquefasciatus，Cq)；同翅目代表昆虫豌豆长管蚜(Acyrthosiphon pisum，Ap)；膜翅目代表昆虫意大利蜂(Apis mellifera，Am)，蝇蛹金小蜂(Nasonia vitripennis，Nv)；以及虱目代表昆虫人体虱(Pediculus humanus corporis，Phc)。