一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，包括以下步骤：S1：制备蚕丝溶液；S2：将酶包裹进蚕丝，形成包裹酶的蚕丝纳米小球。制得的蚕丝纳米小球可应用于医学领域，尤其是在解酒药上的应用。根据本发明专利技术所述方法制得的蚕丝纳米小球能有效保护包裹酶的活性，实现多种酶的串联反应，同时具有良好的生物兼容性。

Method for preparing silk nano ball containing enzyme and its application

The invention discloses a preparation method of a silk nanometer ball coated with enzymes, which comprises the following steps: S1: preparing silk solution; S2: wrapping the enzyme into silk and forming a silk nanometer ball containing enzyme. The prepared silk nanometer ball can be applied in the medical field, especially in the application of the sobering up medicine. The silk nanometer ball made by the method according to the invention can effectively protect the activity of the inclusion enzyme, realize the series reaction of multiple enzymes, and have good biological compatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法及其应用
本专利技术涉及酶包裹
，具体涉及一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法及其应用。
技术介绍
酶是生物体内必不可少的天然催化剂，几乎所有的生物反应都与它息息相关，如蛋白质合成和新陈代谢等。但是天然的生物酶很脆弱，暴露在常温下极易丧失活性，且对反应环境要求很高，保护酶的活性如热稳定性和储存稳定性变得十分重要。此外大多数的生物反应都是通过多种酶的串联反应完成的，在这些串联反应过程中会产生中间产物，而有些中间产物大多是对人体有害的。因此，研究者们通过将多种酶连接或包裹在一起的方法，来模拟体内的生物串联反应，这样不但可以有效提高酶的反应活性，还可以高效地祛除有毒有害的中间产物，如过氧化物酶催化反应产生的过氧化氢。然而，现有的包裹酶的材料多为高分子材料或者新型的无机材料，生物兼容性差，不利于在动物体内使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法及其应用，制得一种能够同时有效保护多种酶的活性，实现多种酶之间的串联反应，同时又具备良好的生物兼容性的蚕丝纳米小球，并应用于医学领域。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，包括以下步骤：S1、制备蚕丝溶液，具体为：S11、将蚕茧剪碎，置于5％的NaHCO3溶液中煮沸，并用玻璃棒搅拌30min，重复该步骤两次；S12、用60℃去离子水洗涤步骤S11中所得蚕丝20min，重复该步骤三次；S13、将洗涤过的蚕丝置于60℃烘箱中烘干，随后溶于9.3M的LiBr溶液中，60℃溶解4h；S14、用去离子水透析步骤S13中所得蚕丝溶液两天，每2小时换一次水；S15、将步骤S14中所得蚕丝溶液稀释至6％w/w；S2、将酶包裹进蚕丝，形成包裹酶的蚕丝纳米小球，具体为：S21、取步骤S1制得的蚕丝溶液，与酶溶液混合后置于冰箱中低温保存4-8小时，其中蚕丝溶液与酶溶液的体积比为5：1；S22、取步骤S21中所得混合溶液，以每滴25ul的量缓慢滴入一定量的丙酮中，其中混合溶液与丙酮的体积比为1.2：5，将所得溶液18000rpm离心30min；S23、弃上清液，加入去离子水，超声洗涤并分散；S24、将步骤S23中所得混合溶液18000rpm离心15min；S25、重复步骤S23、S24三次，即制得包裹酶的蚕丝纳米小球。所制得的蚕丝纳米小球由蚕丝纳米外壳及其包裹的酶核心组成，所述蚕丝纳米小球的粒径为50-150nm。优选地，步骤S21所述的酶溶液中包含的酶种类为一种或多种。优选地，所述酶溶液中含有葡萄糖氧化酶与辣根过氧化物酶的质量比为4:1。优选地，步骤S21所述的低温为4-10℃。优选地，步骤S23所述超声洗涤具体为：40％功率超声30s后在振荡器上震荡2min,重复3-5次，直到分散均匀。优选地，所述蚕丝纳米小球可在医学领域应用。优选地，所述蚕丝纳米小球可用于制备解酒药，所制得的解酒药里同时包裹酒精氢化酶和过氧化氢酶。采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：1、有效保护包裹酶的活性。首先，本专利技术在制备蚕丝纳米小球时，将蚕丝溶液和酶溶液混合后置于4-8℃低温冰箱保存，能够确保酶活性的稳定，避免了酶在制备过程中就失去活性，从而保证了包裹酶的蚕丝纳米小球的有效产出率；其次，本专利技术所述的蚕丝纳米小球为高结晶度的结构，其用于包裹酶的蚕丝外壳中含有丝素蛋白，丝素蛋白具有可控降解性，在人体内不易被蛋白酶降解，可以长时间地保护酶的活性，为所包裹的酶提供了天然屏障，从而有效保护所包裹的酶的热稳定性和储存稳定性；再次，由于所制得的蚕丝纳米小球的粒径在50-150nm，该粒径大小可以有效提高蚕丝纳米小球在水溶液中的分散性，而高分散性保证了酶的高效催化反应；因此，本专利技术从制备到保存再到使用的过程都严格保护了包裹酶的活性。2、实现多种酶的串联反应。在串联反应时，由于中间产物会在多种酶之间传输，而反应环境通常为高粘度溶液，如细胞液、血液等，这样的高粘度溶液更不利于中间产物的传输，阻碍了串联反应的进行。本专利技术所述的蚕丝纳米小球可同时包裹多种相关酶，通过包裹能够大大缩小相关酶之间的距离，减少溶液粘度对反应中间产物传输的影响，从而保证酶的活性更好的发挥，有效去除有毒有害的中间产物，此外，调节不同包裹酶之间的质量比可进一步增强相关酶的活性，实现了蚕丝纳米小球在串联反应中的优越性。3、具有良好的生物兼容性。本专利技术所制得的蚕丝纳米小球中含有的丝素蛋白是一种经过FDA认证的生物材料，具有良好的生物兼容性，不会在人体内引起任何排异反应，也不会引起炎症，避免了难以分解和排斥等缺点，从而可以在医学领域应用而作用于动物体。附图说明图1本专利技术所述蚕丝纳米小球的电镜图图2包裹酶的热稳定性和储存稳定性测定结果图3包裹酶的串联反应结果图4相对酶活性比较结果图5包裹酶在高粘度溶液中的活性测定图6包裹酶的蚕丝纳米小球的解酒效果测定具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1制备包裹酶的蚕丝纳米小球一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，包括以下步骤：S1、制备蚕丝溶液，具体为：S11、将蚕茧剪碎，置于5％的NaHCO3溶液中煮沸，并用玻璃棒搅拌30min，重复该步骤两次；S12、用60℃去离子水洗涤步骤S11中所得蚕丝20min，重复该步骤三次；S13、将洗涤过的蚕丝置于60℃烘箱中烘干，随后溶于9.3M的LiBr溶液中，60℃溶解4h；S14、用去离子水透析步骤S13中所得蚕丝溶液两天，每2小时换一次水；S15、将步骤S14中所得蚕丝溶液稀释至6％w/w；S2、将酶包裹进蚕丝，形成包裹酶的蚕丝纳米小球，具体为：S21、取1ml步骤S1制得的蚕丝溶液，与200ul含有酒精酶和过氧化氢酶的酶溶液混合后置于4℃冰箱中低温保存6小时；S22、取1ml步骤S21中所得混合溶液，以每滴25ul的量缓慢滴入5ml丙酮中，将所得混合溶液18000rpm离心30min；S23、弃上清液，加入去离子水，40％功率超声30s后在振荡器上震荡2min,重复3-5次，直到分散均匀；S24、将步骤S23中所得混合溶液18000rpm离心15min；S25、重复步骤S23、S24三次，即制得包裹酶的蚕丝纳米小球。所制得的蚕丝纳米小球的粒径为50-150nm。制得的包裹酶的蚕丝纳米小球的电镜图如图1所示。图1a的标尺为500um，图1b的标尺为100um。实施例2蚕丝纳米小球包裹的酶的活性测定(1)酶的热稳定性和储存稳定性通过测定无蚕丝包裹的酶和有蚕丝包裹的酶在不同时间点的相对酶活性，比较包裹前后酶的热稳定性和储存稳定性。结果如图2所示。图2a表示在60℃下，无蚕丝包裹的葡萄糖氧化酶和有蚕丝包裹的葡萄糖氧化酶的相对酶活性。从图中可以看出，在60℃下，无蚕丝包裹的葡萄糖氧化酶1小时就丧失了一半活性；而有蚕丝包裹的葡萄糖氧化酶在30小时后才丧失一半活性；由此可见，经蚕丝纳米小球包裹的酶的热稳定性得到了有效的保护。图2b表示在25℃下，无蚕丝包裹的辣根过氧化物酶和有蚕丝包裹的辣根过氧化物酶在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备蚕丝溶液，具体为：S11、将蚕茧剪碎，置于5％的NaHCO

【技术特征摘要】
1.一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备蚕丝溶液，具体为：S11、将蚕茧剪碎，置于5％的NaHCO3溶液中煮沸，并用玻璃棒搅拌30min，重复该步骤两次；S12、用60℃去离子水洗涤步骤S11中所得蚕丝20min，重复该步骤三次；S13、将洗涤过的蚕丝置于60℃烘箱中烘干，随后溶于9.3M的LiBr溶液中，60℃溶解4h；S14、用去离子水透析步骤S13中所得蚕丝溶液两天，每2小时换一次水；S15、将步骤S14中所得蚕丝溶液稀释至6％w/w；S2、将酶包裹进蚕丝，形成包裹酶的蚕丝纳米小球；所制得的蚕丝纳米小球由蚕丝纳米外壳及其包裹的酶核心组成，所述蚕丝纳米小球的粒径为50-150nm。2.根据权利要求1所述的一种包裹酶的蚕丝纳米小球的制备方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：S21、取步骤S1制得的蚕丝溶液，与酶溶液混合后置于冰箱中低温保存4-8小时，其中蚕丝溶液与酶溶液的体积比为5：1；S22、取步骤S21中所得混合溶液，以每滴25ul的量缓慢滴入一定量的丙酮中，其中混合溶液与丙酮的体积比为1.2：5，将所得溶液18000rpm离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政维，刘向阳，林友辉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35