一种生物医用丝素蛋白的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物医用丝素蛋白的制备方法，采用碱法脱胶及绿色试剂离子液体溶解法制备低免疫原性的高分子丝素蛋白，该高分子丝素蛋白力学性能优异，且制备工艺简约、绿色环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种生物医用丝素蛋白的制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用领域，具体为一种高效快速制备丝素蛋白的方法。

技术介绍

[0002]蚕丝作为一种天然蛋白纤维，主要由内层的丝素蛋白和外层的丝胶蛋白组成。其中丝素蛋白作为一种不溶于水的天然大分子材料，约占蚕丝总质量的75％，是蚕丝的主体部分。丝素蛋白主要含有18种氨基酸，而且具有无毒、无致敏性、优良的物理机械性能、生物可降解的优点。美国食品和药物管理局(FDA)在1993年定义丝素蛋白为安全的生物材料，其在缝合伤口、骨组织再生、人工肌腱等医学领域有深远的应用前景。
[0003]研究表明，当丝素蛋白单独使用时，不会诱导免疫反应。然而，当丝素蛋白与丝胶蛋白混合使用时，会引起蚕丝蛋白的免疫原性。因此，蚕丝蛋白的脱胶对丝素蛋白在生物医用材料领域的应用至关重要。未脱胶或者脱胶不彻底，往往会引起人体的一些炎症反应，以吞噬细胞增多为主要表现。此外，丝素蛋白在可控条件下可以实现水溶性与非水溶性的双向转化的特点，使其可通过不同工艺溶解再生成特定形态的生物医用材料，如微球、纤维膜、凝胶等。然而，丝素蛋白通常只溶于强酸、强碱或高浓度盐，易破坏其大分子链，因此选择合适的溶剂具有重要的现实意义。
[0004]目前碱法脱胶是提取丝素蛋白的一种比较成熟的方法，具有成本低、时间短的优势。CN 104693297A公布了一种栗蚕再生丝素蛋白的制备方法，将剪碎后的蚕茧以1:60
‑
1:120的浴比投加到质量分数为1.5％
‑
2.5％的Na2CO3水溶液中进行脱胶处理25
‑
35分钟，洗净烘干后得到栗蚕丝素纤维，再采用低剂量碱高温高压法溶解法制备再生丝素蛋白。碱法脱胶制备得的丝素蛋白常存在脱胶不彻底、免疫原性高的问题，故不可直接用于生物医用领域，需进一步溶解再生进行纯化。此处采用的高温高压溶解处理得到的丝素蛋白存在大分子链被破坏、强力严重受损的问题。
[0005]常采用中性盐溶解法制备高分子生物医用丝素蛋白，CN 106905425A公布了一种再生丝素蛋白的制备方法，以3.5
‑
4.5mol/L的氯化钙/乙醇水溶液去溶解碱性脱胶后的丝素蛋白，经粗滤、超滤、干燥后制备得到分子量35
‑
245kDa的再生丝素蛋白。CN 103361885A公布了一种抗菌丝素纤维膜的制备方法，通过将蚕茧浸入0.5％质量分数的碳酸钠溶液中煮沸60min进行除胶，将干燥后得到的丝素纤维放入摩尔比为1:8:2的氯化钙/水/乙醇的混合溶液中，于75℃下溶解成丝素蛋白溶液，最终经透析、过滤、冷冻干燥制得丝素蛋白；此类中性盐溶解法目前存在工序多、耗时长、溶剂毒性高且不易回收的问题，且对丝素蛋白大分子结构仍有一定的损伤。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供了一种生物医用丝素蛋白的制备方法，采用碱法脱胶及绿色试剂离子液体溶解法制备低免疫原性的高分子丝素蛋白。
[0007]一种生物医用丝素蛋白的制备方法，主要包括以下步骤：
[0008](1)将蚕茧剪碎、放入质量分数为1
‑
5g/L的碳酸氢钠溶液中(浴比为1:50
‑
1:150)，煮沸20
‑
40min，再用温和的蒸馏水水洗，重复操作2
‑
3次，直至水洗时没有滑腻感，再烘干得到丝素蛋白；
[0009](2)将质量分数为0.1
‑
5％的丝素蛋白加到离子液体中，油浴加热到60
‑
150℃，磁力搅拌至丝素蛋白完全溶解后得到离子液体溶液；
[0010](3)对离子液体溶液进行超声3
‑
10min后，快速离心除去未溶解的杂质，离心后得到丝素蛋白透明溶液，再加入一定量的纯化水至丝素蛋白完全析出，并对其进行洗涤干燥最后得到重均分子量200万以上的丝素蛋白。
[0011]优选方案为，步骤(2)所述离子液体选用1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)、1
‑
胺丙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐([APmim]Br)、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑醋酸盐([Bmim]Ac)四种中的一种或两种以上。
[0012]优选方案为，步骤(3)中控制离心速度为3000
‑
9000r/min，离心时间为5
‑
15min。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：
[0014]1.优异的丝素蛋白大分子结构：解决传统碱法脱胶、中性盐溶解法所带来的破坏丝素蛋白大分子结构的问题，本专利技术可制备得力学性能优异的高分子丝素蛋白；
[0015]2.工艺简约、绿色环保：采用可回收的离子溶液，简化高分子丝素蛋白的制备工序，克服了中性盐溶解法所带来的工序多、耗时长、溶剂毒性高、不易回收的问题；
[0016]3.制备低免疫原性丝素蛋白：采用离子液体溶解技术对传统碱法脱胶丝素蛋白进一步溶解并纯化，制备得到适合生物医用的低免疫原性丝素蛋白。
具体实施方式
[0017]以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。如无特别说明，下述所用各成分的含量为重量百分比含量。
[0018]实施例中所用到的实验材料及设备来源见表1和表2
[0019]表1主要实验材料与规格
[0020][0021]表2主要实验设备与规格：
[0022][0023][0024]实施例1将1g蚕茧剪碎放入三口烧瓶中，再放入50mL的质量分数为1g/L的碳酸氢钠溶液，控制浴比为1:50，煮沸并冷凝回流30min，最后用温和的蒸馏水水洗，重复操作3次，直至水洗时没有滑腻感，再放入电热鼓风干燥箱中干燥12h得到丝素蛋白；将质量分数为1％的丝素蛋白加到[Emim]Ac离子液体中，油浴加热到80℃，以900r/min的速度磁力搅拌至丝素蛋白完全溶解后得到离子液体溶液；对离子液体溶液以40KHz的频率超声5min后，快速离心除去未溶解的杂质，离心速度为5000r/min，离心时间为10min，离心后得到丝素蛋白透明溶液，再加入纯化水至丝素蛋白完全析出，并用超纯水对其水洗3次，最后放入电热鼓风干燥箱中在60℃下干燥12h得到超纯高分子丝素蛋白，经凝胶渗透色谱测得其重均分子量为2110KDa。
[0025]实施例2将1g蚕茧剪碎放入三口烧瓶中，再放入50mL的质量分数为5g/L的碳酸氢钠溶液，控制浴比为1:50，煮沸并冷凝回流30min，最后用温和的蒸馏水水洗，重复操作3次，直至水洗时没有滑腻感，再放入电热鼓风干燥箱中干燥12h得到丝素蛋白；将质量分数为1％的丝素蛋白加到[Emim]Ac离子液体中，油浴加热到80℃，以900r/min的速度磁力搅拌至丝素蛋白完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物医用丝素蛋白的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：（1）将蚕茧剪碎、放入质量分数为1
‑
5g/L的碳酸氢钠溶液中（浴比为1:50
‑
1:150），煮沸20
‑
40min，再用温和的蒸馏水水洗，重复操作2
‑
3次，直至水洗时没有滑腻感，再烘干得到丝素蛋白；（2）将质量分数为0.1
‑
5%的丝素蛋白加到离子液体中，油浴加热到60
‑
150℃，磁力搅拌至丝素蛋白完全溶解后得到离子液体溶液；（3）对离子液体溶液进行超声3
‑
10min后，快速离心除去未溶解的杂质，离心后得到丝素蛋白透明溶液，再加入一定量的纯化水至...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乐青，周慧丽，张婷婷，赵瑾，柳仁民，
申请(专利权)人：上海曜爱生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：