[发明专利]纺丝溶液

说明书

本申请是本申请人于1991年11月28日提交的、名称为“多肽纤维的纺丝方法”的91111248.0号发明专利申请的分案申请。

本发明涉及可纺成纤维的多肽溶液和形成多肽纤维的方法。本发明还涉及可以用这种方法生产的多肽纤维。更具体地说，本发明涉及由含有多肽和一种溶剂的纺丝溶液制成多肽纤维，其中的溶剂选自六氟异丙醇以及甲酸与至少一种卤化锂的混合物。

蛋白质是含有碳、氢、氮、氧并且常常含硫的复杂的高分子量聚合物。这些蛋白质大分子，或者多肽，是由通过肽键(-CO-NH-)连在一起的氨基酸残基构成的。表I列出了20种基本氨基酸和用单个字母表示的相应符号。天然存在的蛋白质依其具体的氨基酸顺序而具有各式各样的性质，这些蛋白质一般分成三类：结构蛋白质、调节蛋白质和催化蛋白质。某些天然存在的结构多肽具有纤维状结构，包括角蛋白、蚕丝、弹性蛋白和胶原蛋白。结构多肽也可以通过重组DNA或者在某些情形下通过经典的有机合成方法来合成。结构多肽纤维的可能的应用包括合成的或仿制的食品、纺织品、硬或软的组织代用品、人造韧带和坚韧的复合材料。

工艺上已知，将多肽溶解在强酸性溶剂例如三氯乙酸或三氟乙酸中，能制成可纺成纤维的多肽溶液。也可以象Ballard等的美国专利3,121,766一样使用有机溶剂，该专利公开了从聚γ-谷氨酸甲酯在混合有机溶剂(例如二氯甲烷/乙酸乙酯)中的双折射溶液湿纺多肽纤维。用丙酮、乙酸乙酯或这些化合物的混合物作为凝结流体。

Bamford和Hanby的美国专利2,697,085公开了从含有脱水羧基氨基酸的溶液中湿纺和干纺纤维，该溶液的溶剂主要含有一羟基酚、低级脂肪羧酸和卤代的低级脂肪酸，或是这些化合物的混合物。用含羟基的化合物，例如水、甲醇和乙醇等，作为凝结流体。

Bley的美国专利RE 22,650公开了制备可纺成纤维的多肽溶液，溶液中含有选自丝纤蛋白、酪蛋白、明胶、羊毛和藻酸的蛋白质，其溶剂选自苄基取代的季铵碱溶剂。

虽然上述纺丝溶剂通常可用，但是它们的缺点是多肽在溶液中降解。因此，有必要制备一种可纺纤维的多肽溶液，它所含有溶剂不会使多肽降解到可测定的程度。

本发明的目的是提供一种形成多肽纤维的方法，包括形成可纺丝的溶液，溶液中含有5％-30％(重量)的多肽，其溶剂选自六氟异丙醇及甲酸与至少一种卤化锂的混合物。该溶剂最好是选自六氟异丙醇、甲酸和氯化锂的混合物、以及甲酸和溴化锂的混合物。溶液最好是液晶态，在含六氟异丙醇的溶液中可以加入尿素。

然后将溶液经过喷丝板直接挤压到一种液体凝结介质中：挤压到惰性的非凝结流体中，然后再进入一种液体凝结介质中；或是挤压到惰性气体中以除去溶剂。液体凝结介质最好是甲醇。最好是，多肽是合成多肽，基本上由多个重复的5-150个氨基酸的单元构成，其中各单元基本上由多个重复的3-30个氨基酸的亚单元构成，其顺序使多肽具有某些特殊的机械、化学或生物性质。本发明涉及可以用这种方法制备的多肽纤维，纤维中包括至少一种以下的重复单元或亚单元：

        S G L D F D N N A L R I K L G，

        L S V Q T S A P L T V S D G K，

        G A G A G S，

        G V G V P，

        V P G V G，和

        R G D。

本发明的目的还在于提供含有5％-30％(重量)多肽的可纺成纤维的溶剂，其中溶剂是六氟异丙醇，或是甲酸与至少一种卤化锂的混合物。

本发明的多肽可以是天然存在的或是用工艺上已知的技术合成的。在某些情形下，多肽最好能形成交叉的β-折叠片结构。能形成交叉的β-折叠片结构的多肽实例是：

     MASMTGLLG-(SGLDFDNNALRIKLG)26-SGLL和

     MASMTG-(LSVQTSAPLTVSDGK)14-LL。“交叉的β-折叠片结构”一词是指一个多肽链由于它的氨基酸顺序的特点而自发也以规则的方式前后折叠而形成的结构，构成了一个被多肽主链的酰胺基间的氢键连在一起的狭长的分子螺条。这种交叉的β-折叠片结构可以构造成在一定条件下它们自发缔合成聚集体，这种聚集体由该结构的多个排列好的复体构成，形成了刚性的微纤维。这些刚性微纤维的溶液可以形成能纺成强力纤维的溶致液晶相。