一种合成丝素蛋白@ZIF‑8核壳结构纳米微球的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成丝素蛋白@ZIF‑8核壳结构纳米微球的方法，包括将异丙醇溶液逐滴加入到浓度为0.1‑1wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液。将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为100‑1000nm的丝素纳米微球[SFNP]等步骤，本发明专利技术整个操作过程是在室温下进行的，缩短了合成时间，耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便且对环境无污染。

A method of synthesis of silk fibroin @ZIF 8 core-shell structure nanoparticles

The invention discloses a method for synthesis of silk fibroin @ZIF 8 core-shell structure nanoparticles, including the isopropyl alcohol solution was added dropwise into SF solution concentration of 0.1 1wt%, continue to stir 30min, then freeze thawed at room temperature, 12h, obtained the milky white suspension. The milky white silk fibroin suspension by 8000rpm centrifugal 10min, supernatant after suspending precipitation, ultrasonic after freeze drying, obtain a diameter of 100 1000nm silk fibroin nanoparticles [SFNP] steps, the whole operation process of the invention is carried out at room temperature, shorten the reaction time, low energy consumption, high biological safety. Low price, simple operation and no pollution to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种合成丝素蛋白@ZIF-8核壳结构纳米微球的方法
本专利技术属于合成高分子材料领域，具体地说，是一种合成丝素蛋白@ZIF-8核壳结构纳米微球的方法。
技术介绍
丝素蛋白是蚕丝的主要成分，主要由甘氨酸(43％)、丙氨酸(30％)、丝氨酸(12％)等18种氨基酸组成。可分为结晶区和非结晶区，结晶区为较为紧密的β-折叠结构，在特定的处理条件下，丝素蛋白分子会发生无规则卷曲结构与β-折叠结构的相互转变，它无毒、无害、无刺激、无免疫原性，具有良好的物理、化学、生物学性能，与人体有较好的组织相容性。因此，丝素蛋白有着广阔应用前景，许多研究表明它可用作酶固定化载体材料、生物传感器、手术缝合线、生物酶防护剂、功能性细胞培养基质、抗血凝物质、人工器官、药物载体等。以丝素蛋白为原料制备的丝素微球,具有比表面积大、生物相容性好、可生物降解等优点，将丝素微球作为药物载体可实现药物的靶向缓释，因此被广泛研究。ZIF-8是由2-甲基咪唑(HmIn)和金属原子Zn构成的沸石咪唑酯骨架材料中的典型代表，沸石咪挫酯骨架材料中的M-Im-M单元的键长比传统沸石中的Si-O-Si单元的键长要长，所以ZIF-8材料结合了金属有机骨架材料(MOFs)和沸石的双重优势，既具有MOFs材料高的孔隙率和大的比表面积以及结构可调性，又具有无机沸石高的稳定性。因此，ZIF-8材料在很多方面具有潜在的应用价值，如气体储存与分离、异相催化、化学传感器、生物医学成像和药物传输等。ZIF-8与丝素蛋白都可作为优良的生物医学材料，广泛应用于载药，核磁成像和光热治疗等方面。当将丝素蛋白纳米微球与ZIF-8前驱物混合后，丝素蛋白肽链上的羧基-COO与Zn2+因静电引力作用结合，从而诱导ZIF-8于丝素蛋白纳米微球表面成核形成ZIF-8外壳结构。因ZIF-8具有pH响应性，所以制备的丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球可以通过载药应用于靶向治疗癌症领域。该专利技术首次提出了利用丝素蛋白纳米微球诱导形成ZIF-8外壳，成功制备了丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球。
技术实现思路
本专利技术利用丝素蛋白诱导合成ZIF-8制备了一种丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球，该结构具有大的比表面积、高孔隙率及热、化学稳定性，可作为药物缓释载体，通过ZIF-8对丝素蛋白纳米微球的包裹可减缓药物释放速率，提高药效，减少药物副作用。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案采用了如下具体步骤：(1)将异丙醇溶液逐滴加入到浓度为0.1-1wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液。将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为100-1000nm的丝素纳米微球[SFNP]；(2)将获得的丝素纳米微球与硝酸锌[Zn(NO3)2]溶液混合均匀，再加入二甲基咪唑[HmIn]搅拌反应10-30min，然后8000rpm离心5分钟，弃上清，50％酒精清洗3次，取沉淀重悬超声，然后冷冻干燥，获得丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球[SF@ZIF-8]。作为进一步的改进，本专利技术所述的异丙醇与丝素溶液体积比1:10至1:5范围，通过不同比例调节丝素纳米微球的粒径大小。作为进一步的改进，本专利技术所述的冷度温度为-20℃至-80℃范围，通过冷冻温度调节丝素纳米微球的粒径大小。作为进一步的改进，本专利技术所述的硝酸锌与二甲基咪唑摩尔浓度比为1:36至1:4，通过不同比例调节合成ZIF-8粒子形貌和粒径的不同。作为进一步的改进，本专利技术所述的丝素蛋白纳米微球与硝酸锌和二甲基咪唑质量体积比为2:1至2:3，通过不同比例调节合成ZIF-8外壳的厚度。与现有技术相比，本专利技术具有以下突出特点：(1)本专利技术整个操作过程是在室温下进行的，缩短了合成时间，耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便且对环境无污染。(2)利用本专利技术首次制备了丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球，因为丝蛋白能够载药，因此核壳纳米微球可应用于载药抗癌领域。(3)本专利技术所制得的丝素蛋白@ZIF-8核壳结构纳米微球形貌、粒径大小均一可控，且外壳ZIF-8具有在低PH条件下降解的特性，因此制备的核壳纳米微球具有pH靶向作用，能够在肿瘤部位定向释放药物。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1(1)将1ml异丙醇溶液逐滴加入到10ml浓度为0.2wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后-80℃冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液。将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为150nm左右的丝素纳米微球[SFNP]。(2)将4mg丝素纳米微球与2ml浓度为40mM硝酸锌[Zn(NO3)2]溶液混合均匀，再加入2ml浓度为160mM二甲基咪唑[HmIn]搅拌反应15min，然后8000rpm离心5分钟，弃上清，50％酒精清洗3次，取沉淀重悬超声，然后冷冻干燥，获得丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球(SF@ZIF-8)。实施例2(1)将2ml异丙醇溶液逐滴加入到10ml浓度为1wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后-20℃冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液。将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为200nm左右的丝素纳米微球[SFNP]。(2)将2mg丝素纳米微球与2ml浓度为444.44mM硝酸锌[Zn(NO3)2]溶液混合均匀，再加入2ml浓度为1600mM二甲基咪唑[HmIn]搅拌反应30min，然后8000rpm离心5分钟，弃上清，50％酒精清洗3次，取沉淀重悬超声，然后冷冻干燥，获得丝素蛋白@ZIF-8核壳结构的纳米微球(SF@ZIF-8)。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本专利技术的具体实施例子。显然，本专利技术不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本专利技术公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成丝素蛋白@ZIF‑8核壳结构纳米微球的方法，其特征是采用如下步骤：1)、将异丙醇溶液逐滴加入到浓度为0.1‑1wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液，将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为100‑1000nm的丝素纳米微球[SFNP]；2)、将获得的丝素纳米微球[SFNP]与硝酸锌[Zn(NO3)2]溶液混合均匀，再加入二甲基咪唑[HmIn]搅拌反应10‑30min，然后8000rpm离心5分钟，弃上清，50％酒精清洗3次，取沉淀重悬超声，然后冷冻干燥，获得丝素蛋白@ZIF‑8核壳结构的纳米微球[SF@ZIF‑8]。

【技术特征摘要】
1.一种合成丝素蛋白@ZIF-8核壳结构纳米微球的方法，其特征是采用如下步骤：1)、将异丙醇溶液逐滴加入到浓度为0.1-1wt％的SF溶液中，不断搅拌反应30min，然后冷冻12h，室温复融，获得乳白色悬浮液，将乳白色丝素悬浮液通过8000rpm离心10min，弃上清后重悬沉淀，超声后冷冻干燥，获得直径为100-1000nm的丝素纳米微球[SFNP]；2)、将获得的丝素纳米微球[SFNP]与硝酸锌[Zn(NO3)2]溶液混合均匀，再加入二甲基咪唑[HmIn]搅拌反应10-30min，然后8000rpm离心5分钟，弃上清，50％酒精清洗3次，取沉淀重悬超声，然后冷冻干燥，获得丝素...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明英，周官山，陈玉平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33