昆虫角膜型纳米涂层制造技术

本发明专利技术涉及基于昆虫角膜设计的具有有利功能的体外纳米涂层以及生产这种纳米涂层的方法。特别地，本发明专利技术涉及基于角膜蛋白视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白与互补脂质的混合物的体外纳米涂层。此外，本发明专利技术涉及从重组蛋白和市售脂质生产这种纳米涂层的简单方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】昆虫角膜型纳米涂层
本专利技术涉及基于昆虫角膜设计的具有有利功能的体外纳米涂层以及生产这种纳米涂层的方法。特别地，本专利技术涉及基于角膜蛋白视黄素(retinin)或视黄素样(retinin-like)蛋白或表皮蛋白(cuticularprotein)与互补脂质的混合物的体外纳米涂层。此外，本专利技术涉及从重组蛋白和市售脂质生产这种纳米涂层的简单方法。
技术介绍
各种产品的功能性涂层在工业中被广泛使用，以提供具有客户要求的有利性能的产品。涂层可用于改变性能，诸如粘附性能(例如，不粘、释放)、光学性能(例如，(抗)反射、UV吸收)、催化性能(例如，自清洁)、保护(例如，密封、防腐、抗菌)、磁性能(例如，媒体光盘、公共交通票)或电性能(例如，导电的、绝缘的)。因此，随着适用于形成具有新的和令人兴奋的功能的涂层的新技术的引入，涂层的适用性广泛，涂层的种类迅速扩展。理解涂层如何产生某种有利的功能特性的关键尤其在于所述涂层的各个组成部分及其在表面上的相互组织。这些涂层中的许多都是纳米级的，因此可以被称为纳米涂层。随着纳米技术的发展，许多表征纳米结构的新工具被开发出来。因此，纳米结构的人工表面(即纳米涂层)的产生如今被广泛用于工业中。纳米涂层通过多种技术产生，如化学或物理气相沉积或其他化学和电化学技术。US2009/0231714A1展示了使用光刻技术产生抗反射玻璃基板。所述抗反射表面可以涂有疏水材料(例如石蜡)，以增强所述表面的拒液性和自清洁性。US2009/0231714A1和用于形成纳米涂层的其他可用方法的共同点在于，它们涉及苛刻的物理构造(例如光刻、蚀刻等)或有毒化学应用。然而，这些类型的常规涂层方案仅适用于高电阻表面材料。相反，有些应用需要温和的条件，例如大多数生物医学需求或对苛刻处理敏感的软物质材料涂层的情况。此外，许多传统的涂层技术是费力的，并且需要高技术的昂贵设备。这些限制严重阻碍了适用于所有类型表面的生物相容性纳米涂层的发展，包括那些不耐苛刻的物理和/或化学处理的表面。因此，形成体外生物相容性纳米涂层的改进方法将是有利的。特别是，适合用于所有类型表面的体外纳米涂层的高通量形成的更温和的方法将是有利的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于形成具有有利功能(例如抗反射性和抗润湿性)的体外纳米涂层的方法。优选地，只有生物相容性且温和的试剂被用于纳米涂层的形成，从而使得该技术能够用于涂覆不能使用常规苛刻的物理或化学处理来处理的材料。因此，所提出的方法是一种通用的工具，用于以新功能增强脆弱表面(例如隐形眼镜)。因此，本专利技术的目的涉及提供一种用于形成体外生物相容性纳米涂层的改进的方法，例如一种使用适合应用于所有类型表面(包括那些不耐苛刻的物理和/或化学处理的表面)的温和条件的方法。具体而言，本专利技术的目的是提供一种纳米涂层，其包含视黄素或视黄素样蛋白或表皮蛋白和一种或多种脂质，所述脂质可用于赋予产品一种或多种性质(如抗反射性和/或抗润湿性)。因此，本专利技术的一个方面涉及一种制备涂层表面的方法，所述方法包括以下步骤:i.提供包含视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白的蛋白质溶液，ii.提供包含一种或多种脂质的乳液或悬浮液，iii.将所述蛋白质溶液和所述乳液或悬浮液混合，以提供液体混合物，iv.使表面与所述液体混合物接触，和v.干燥所述表面，从而提供涂层表面。本专利技术的另一方面涉及一种涂层表面，其可通过以下获得：混合-包含视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白的蛋白质溶液，与-包含一种或多种脂质的乳液或悬浮液，以提供液体混合物，以及使所述表面与所述液体混合物接触，然后干燥所述表面。本专利技术的另一个方面是提供一种涂层表面，其包含视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白和一种或多种脂质。本专利技术的又一方面涉及使用本文所述的涂层表面来提供涂层产品，所述涂层产品选自由如下组成的组：隐形眼镜、含玻璃表面、显示器、太阳能板、艺术画、生物植入物和电线。附图说明图1显示了黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)的角膜纳米涂层。显示放大倍数逐步增加，从果蝇头部的宏观图像到涂覆个体小眼晶体(ommatidiallense)的单个乳头型纳米结构的基于AFM的解析。图2显示了将视黄素鉴定为形成角膜纳米涂层所需的蛋白质。(a)将眼睛材料分成视网膜(左，细长)和角膜(右，圆形)的方案。(b，c)去污剂处理前(b)和去污剂处理后(c)野生型果蝇角膜表面的AFM分析。(d)视网膜和角膜样本的SDS-PAGE。通过肽质谱鉴定了角膜特有的主要蛋白质条带(用箭头标记)。分子量标准的位置显示在凝胶的左侧。(e)用AFM分析RNAi诱导的敲除视黄素的突变角膜。(f-h)乳头型纳米结构的特征的量化：野生型和不同敲除表型的高(f)、直径(g)和半高处的平方(h)。数据显示为平均±SD；n＝50，分析不同区域。通过Student检验，评估与对照野生型基因型差异的统计学显著性；“*”表示p值≤0.05；“**”表示p值≤0.01；“***”表示p值≤0.001；“****”表示p值≤0.0001。(i)监测不同视黄素基因型苍蝇头部的视黄素水平：视黄素敲除：UAS-RNAi-视黄素；GMR-Gal4；三个对照系：OregonR-C、UAS-RNAi-视黄素、和GMR-Gal4；和三个过表达系：UAS-视黄素/+；GMR-Gal4/+，UAS-视黄素/UAS-视黄素；GMR-Gal4/GMR-Gal4和spa-Gal4/spa-Gal4；UAS-视黄素/UAS-视黄素；GMR-Gal4/GMR-Gal4。图3显示视黄素表达调节果蝇属角膜纳米结构的顺序和模式。(a)对果蝇属14个物种的角膜纳米涂层的分析揭示了两种主要类型：黑腹果蝇样的仅乳头型，见于例如黑果蝇(D.virilis)(上图)，和乳头至嵴型，见于例如铃木氏果蝇(D.suzukii)(下图)。(b)不同果蝇品种角膜中的视黄素含量与从仅乳头型的纳米结构(左，浅灰色)到乳头至嵴型纳米涂层(右，深灰色)的形态转变相关。用于SDS-PAGE和光密度测定分析的不同角膜制品的数目写在柱上。对于每个果蝇物种，通过AFM分析来自至少两只不同动物的至少三个区域，且每个区域具有300-400个乳头型纳米结构。数据以平均±sem表示。通过双因素方差分析，评估仅乳头型组和乳头至嵴型组之间视黄素角膜含量差异的统计学显著性；“***”表示p值≤0.001。(c)果蝇属果蝇中的视黄素。不同果蝇品种的角膜制品的SDS-PAGE揭示了主要蛋白质的相似模式，所述主要蛋白质包括存在于所有物种中的约25kDa的蛋白质，并通过质谱鉴定为视黄素。图4显示来自蜡合成途径的酶也调节黑腹果蝇的角膜纳米结构的顺序和模式。(a)蜡合成途径示意图，含必要的酶。(b-e)CG5326敲除(k/d)(b)、CG5326-过表达(o/e)(c)、对照(d)和CG1942-突变体(mut)(e)角膜的代表性AF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备涂层表面的方法，所述方法包括以下步骤:/ni.提供包含视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白的蛋白质溶液，/nii.提供包含一种或多种脂质的乳液或悬浮液，/niii.将所述蛋白质溶液和所述乳液或悬浮液混合以提供液体混合物，/niv.使表面与所述液体混合物接触，和/nv.干燥所述表面，/n从而提供涂层表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180530 EP 18175103.31.一种制备涂层表面的方法，所述方法包括以下步骤:
i.提供包含视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白的蛋白质溶液，
ii.提供包含一种或多种脂质的乳液或悬浮液，
iii.将所述蛋白质溶液和所述乳液或悬浮液混合以提供液体混合物，
iv.使表面与所述液体混合物接触，和
v.干燥所述表面，
从而提供涂层表面。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白来源于双翅目昆虫。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述昆虫属于果蝇属。


4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其中所述昆虫是黑腹果蝇。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述视黄素、视黄素样蛋白或表皮蛋白是重组视黄素、重组视黄素样蛋白或重组表皮蛋白。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述蛋白质溶液包含视黄素或视黄素样蛋白。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述视黄素或视黄素样蛋白包含选自以下的氨基酸序列：
i.SEQIDNO:1，或
ii.与(i)中的序列具有至少80％序列同一性的氨基酸序列。


8.根据权利要求6所述的方法，其中所述视黄素或视黄素样蛋白包含选自以下的氨基酸序列：
i.SEQIDNO:2，或
ii.与(i)中的序列具有至少80％序列同一性的氨基酸序列。


9.根据权利要求6所述的方法，其中所述视黄素或视黄素样蛋白包含选自以下的氨基酸序列：
i.SEQIDNO:3，或
ii.与(i)中的序列具有至少80％序列同一性的氨基酸序列。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种脂质是包含一种或多种碳链的分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉基米尔·L·卡塔涅夫，米哈伊尔·克留奇科夫，
申请(专利权)人：洛桑大学，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH