本發(fā)明涉及一種制備方法，更具體地說(shuō)，涉及一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

絲素蛋白是一種天然高分子蛋白，由于其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性以及生物降解性，且對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)害，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，化妝品，藥物傳輸?shù)阮I(lǐng)域。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的以絲素蛋白為基底的生物材料被發(fā)明創(chuàng)造并且應(yīng)用。例如，絲素蛋白薄膜可以作為制備生物傳感器的基底，同時(shí)也可以做為食品防腐的保鮮膜；絲素蛋白粉末可以作為護(hù)膚品的添加劑以增加互粉品的保水性和生物相容性；絲素蛋白納米小球可以作為藥物傳輸和釋放的載體被應(yīng)用到生物醫(yī)療領(lǐng)域。

利用絲素蛋白來(lái)制備金屬納米粒子-絲素蛋白功能性復(fù)合材料是一個(gè)很重要的領(lǐng)域。基本思路是通過(guò)特定的物理、化學(xué)放方法將金屬納米粒子和絲素蛋白有效的結(jié)合在一起，使得制備得到的功能性復(fù)合材料同時(shí)具有金屬納米粒子和絲素蛋白的優(yōu)勢(shì)。金屬納米粒子-絲素蛋白功能性復(fù)合材料的制備方法主要分為兩大類(lèi)：一是先制備金屬納米粒子，然后再將絲素蛋白與金屬納米混合，經(jīng)過(guò)電紡絲、制膜、干燥等方法得到復(fù)合物(如美國(guó)發(fā)明專利US20130310908A1；中國(guó)發(fā)明專利CN201210258495)；二是利用絲素蛋白材料先和金屬離子結(jié)合，再利用化學(xué)還原方法而制得復(fù)合物(如中國(guó)發(fā)明專利CN101044848；中國(guó)發(fā)明專利CN102618043)，前一種方法絲素蛋白和金屬納米粒子間相互作用弱，制備得到的復(fù)合物均一性差；后一種方法金屬納米的形貌可控性差，且由于絲素蛋白參與化學(xué)反應(yīng)從而使得其結(jié)構(gòu)改變，影響復(fù)合材料的生物相容性能和力學(xué)性能。

銀納米粒子是一種被廣泛研究的功能金屬納米材料，不僅具有納米材料所特有的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，同時(shí)還具有優(yōu)異的光學(xué)性能、催化性能和抗菌性能。因此，它被廣泛用作光學(xué)材料、催化劑和生物傳感器材料等。除此之外，由于銀納米粒子毒性低，并且對(duì)生活中許多種類(lèi)的細(xì)菌、真菌和病毒具有不同程度的抑制作用，因此還可應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)和化妝品行業(yè)。銀納米粒子的制備方法很多，有化學(xué)還原法、電化學(xué)法和光還原法等。此外，通過(guò)改變具體的實(shí)驗(yàn)條件，如表面穩(wěn)定劑的種類(lèi)，實(shí)驗(yàn)溫度等，可以有效的調(diào)控銀納米粒子的形貌和尺寸。

基于銀納米粒子的良好的抗菌性能以及絲素蛋白優(yōu)異的生物相容性和力學(xué)性能，制備一種具有抗菌性的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)之一，其有望成為一種抑制細(xì)菌，治療感染創(chuàng)面的功能材料。一般會(huì)利用絲素蛋白原位還原銀納米粒子的方法制備得到了銀納米粒子-絲蛋白復(fù)合材料，然而該方法中絲素蛋白參與了化學(xué)反應(yīng)，其原始的蛋白結(jié)構(gòu)受到了破壞，蛋白的分子量降低，從而降低了復(fù)合材料的力學(xué)性能和其他生物性能；另外，制備得到的銀納米粒子尺寸均一性差，形貌也不可控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，提供了一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用天然的絲素蛋白作為材料集體，通過(guò)參雜化學(xué)濕法合成的銀納米粒子從而制備得到尺寸均一的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物，進(jìn)而制得銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜，銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜具有良好的力學(xué)性能、抗菌性能和非水溶性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，其步驟為：

1)銀納米粒子溶液的制備：(1-1)配制硝酸銀和檸檬酸鈉的混合水溶液，其中硝酸銀和檸檬酸鈉按照摩爾比為1∶1進(jìn)行混合；(1-2)快速攪拌上述混合溶液，同時(shí)將預(yù)冷卻到零度的硼氫化鈉溶液快速注入，液的顏色從無(wú)色透明迅速變成黃色；(1-3)持續(xù)攪拌2個(gè)小時(shí)，即可得到銀納米粒子溶液；

2)脫膠蠶絲的制備：(2-1)利用0.5wt％的碳酸鈉和1wt％的馬賽皂的混合水溶液將蠶繭煮沸，煮沸時(shí)間為30分鐘，同時(shí)要求煮沸過(guò)程中不斷攪拌；(2-2)煮沸完成后將脫膠的蠶絲撈出并用凈水反復(fù)清洗；(2-3)重復(fù)上述步驟(2-1)和步驟(2-2)進(jìn)行二次脫膠；(2-4)將完成步驟(2-3)后得到的脫膠蠶絲置于干燥通風(fēng)處過(guò)夜干燥；

3)銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末的制備：(3-1)用濃度為99.9％的三氟乙酸溶解步驟2)制得的脫膠蠶絲；(3-2)將步驟(3-1)制得的溶液注入到步驟1)制得的銀納米粒子溶液中，并緩慢攪拌至溶液呈現(xiàn)均一態(tài)；(3-3)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟(3-2)制得的溶液pH值至中性；(3-4)快速攪拌步驟(3-3)制得的溶液至沉淀產(chǎn)生，并持續(xù)攪拌至上層溶液澄清；(3-5)過(guò)濾出步驟(3-4)中沉淀，并清水洗滌，烘干，即可得到銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末；

4)銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物薄膜的制備：(4-1)用濃度為99.9％的三氟乙酸溶解步驟3)制得的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末；(4-2)將步驟(4-1)制得的溶液澆鑄于制膜容器中，并在室溫下干燥成膜；(4-3)將步驟(4-2)制得的薄膜用清水和95％的乙醇水溶液依次洗滌后在室溫下干燥。

更進(jìn)一步地，所述的步驟1)中制得的銀納米粒子的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖中，在300nm到800nm范圍內(nèi)于408nm處有特征吸收峰；所述的步驟1)中制得的銀納米粒子的透射電鏡圖圖中標(biāo)尺為20nm，顆粒尺寸均一，呈球狀，直徑大小為10nm。

更進(jìn)一步地，所述的步驟2)中制得的脫膠蠶絲的傅里葉紅外光譜圖中，在1400cm^-1到1800cm^-1的光譜范圍內(nèi)于1512cm^-1、1622cm^-1、1698cm^-1處有特征峰；所述的步驟4)中制得的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜的傅里葉紅外光譜圖中，在1400cm^-1到1800cm^-1的光譜范圍內(nèi)于1512cm^-1、1531cm^-1、1622cm^-1、1643cm^-1、1698cm^-1處有特征峰。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，其采用天然的絲素蛋白作為材料集體，通過(guò)參雜化學(xué)濕法合成的銀納米粒子從而制備得到尺寸均一的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物，操作簡(jiǎn)單易行，綠色環(huán)保；

(2)本發(fā)明的一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，其制備得到的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜中銀納米粒子的均一度好，呈規(guī)則球狀，且銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜具有良好的力學(xué)性能和非水溶性，可以彎曲，拉伸，延展；另外制備得到的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜可以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，具有良好的抗菌性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中銀納米粒子的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖；

圖2為本發(fā)明中銀納米粒子的透射電鏡圖；

圖3為本發(fā)明中脫膠蠶絲、銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜的傅里葉紅外光譜圖。

圖4為本發(fā)明中銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜的抗菌性能測(cè)試示意圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

本實(shí)施例的一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，其步驟為：

1)銀納米粒子溶液的制備：(1-1)配制硝酸銀和檸檬酸鈉的混合水溶液，其中硝酸銀和檸檬酸鈉按照摩爾比為1∶1進(jìn)行混合；(1-2)快速攪拌上述混合溶液，同時(shí)將預(yù)冷卻到零度的硼氫化鈉溶液快速注入，液的顏色從無(wú)色透明迅速變成黃色；(1-3)持續(xù)攪拌2個(gè)小時(shí)，即可得到銀納米粒子溶液；具體為配制200毫升硝酸銀和檸檬酸鈉的混合水溶液，其中硝酸銀為0.25mM，檸檬酸鈉0.25mM；所述的步驟(1-2)具體為快速攪拌步驟(1-1)制得的混合溶液，同時(shí)將預(yù)冷卻到零度的6.0毫升10mM硼氫化鈉溶液快速注入，溶液的顏色從無(wú)色透明迅速變成黃色；

獲取對(duì)步驟1)中制備得到的銀納米粒子的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖(參加圖1所示)，圖中在300nm到800nm范圍內(nèi)于408nm處有特征吸收峰，表明銀納米粒子尺寸較小且均一；

對(duì)步驟1)中制備得到的銀納米粒子進(jìn)行

獲取步驟1)中制備得到的銀納米粒子的透射電鏡圖(參加圖2所示)，圖中標(biāo)尺為20nm，顆粒尺寸均一，呈球狀，直徑大小為10nm；

2)脫膠蠶絲的制備：(2-1)利用0.5wt％的碳酸鈉和1wt％的馬賽皂的混合水溶液將蠶繭煮沸，煮沸時(shí)間為30分鐘，同時(shí)要求煮沸過(guò)程中不斷攪拌，具體為為將14個(gè)蠶繭剪切成小細(xì)條狀，利用1升0.5wt％的碳酸鈉和1wt％的馬賽皂的混合水溶液將上述蠶繭煮沸，煮沸時(shí)間為30分鐘，同時(shí)要求煮沸過(guò)程中不斷攪拌；(2-2)煮沸完成后將脫膠的蠶絲撈出并用凈水反復(fù)清洗；(2-3)重復(fù)上述步驟(2-1)和步驟(2-2)進(jìn)行二次脫膠；(2-4)將完成步驟(2-3)后得到的脫膠蠶絲置于干燥通風(fēng)處過(guò)夜干燥；

3)銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末的制備：(3-1)用濃度為99.9％的三氟乙酸溶解步驟2)制得的脫膠蠶絲，具體為為用400毫升濃度為99.9％的三氟乙酸溶解步驟2)制得的脫膠蠶絲；(3-2)將步驟(3-1)制得的溶液注入到步驟1)制得的銀納米粒子溶液中，并緩慢攪拌至溶液呈現(xiàn)均一態(tài)，具體為將步驟(3-1)制得的溶液注入到200毫升步驟1)制得的銀納米粒子溶液中，并緩慢攪拌至溶液呈現(xiàn)均一態(tài)；(3-3)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟(3-2)制得的溶液pH值至中性，具體為用1M氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟(3-2)制得的溶液pH值至中性；(3-4)快速攪拌步驟(3-3)制得的溶液至沉淀產(chǎn)生，并持續(xù)攪拌至上層溶液澄清；(3-5)過(guò)濾出步驟(3-4)中沉淀，并清水洗滌，烘干，即可得到銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末；采用天然的絲素蛋白作為材料集體，通過(guò)參雜化學(xué)濕法合成的銀納米粒子從而制備得到尺寸均一的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物，操作簡(jiǎn)單易行，綠色環(huán)保；

4)銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物薄膜的制備：(4-1)用濃度為99.9％的三氟乙酸溶解步驟3)制得的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物粉末；(4-2)將步驟(4-1)制得的溶液澆鑄于制膜容器中，并在室溫下干燥成膜；(4-3)將步驟(4-2)制得的薄膜用清水和95％的乙醇水溶液依次洗滌后在室溫下干燥；制備得到的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜中銀納米粒子的均一度好，呈規(guī)則球狀，且銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜具有良好的力學(xué)性能和非水溶性，可以彎曲，拉伸，延展，另外制備得到的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜可以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，具有良好的抗菌性能。

獲取步驟4)中制得的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜和步驟2)中制得的脫膠蠶絲的在1400cm^-1到1800cm^-1的光譜范圍內(nèi)的傅里葉紅外光譜圖(參加圖3所示)，圖中曲線A是脫膠蠶絲，脫膠蠶絲的紅外特征峰出現(xiàn)在1512cm^-1、1622cm^-1、1698cm^-1處，表明蠶絲蛋白結(jié)構(gòu)主要是Silk II結(jié)構(gòu)(β-折疊結(jié)構(gòu))，表現(xiàn)出非水溶性；圖中曲線B是銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜，銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜的紅外特征峰出現(xiàn)在1512cm^-1、1531cm^-1、1622cm^-1、1643cm^-1、1698cm^-1，其中1531cm^-1、1643cm^-1代表Silk I結(jié)構(gòu)(無(wú)規(guī)線團(tuán)和α-螺旋結(jié)構(gòu))，根據(jù)分析可知步驟4)中制備得到的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜同時(shí)含有β-折疊結(jié)構(gòu)、α-螺旋結(jié)構(gòu)和無(wú)規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)，銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜中蠶絲結(jié)構(gòu)未被破壞，α-螺旋結(jié)構(gòu)和無(wú)規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)的存在使得銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜表現(xiàn)出可延展性好的特征，但是從相對(duì)含量來(lái)看，β-折疊結(jié)構(gòu)是主要結(jié)構(gòu)，α-螺旋結(jié)構(gòu)和無(wú)規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)的含量較低，從而銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜表現(xiàn)出非水溶性。

將步驟4)中制得的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜置于大腸桿菌的培養(yǎng)皿中，置于37攝氏度約12小時(shí)，然后取出觀察銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜位置處大腸桿菌的生長(zhǎng)情況(參加圖4所示)，圖中表面銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜可以有效抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)，而普通的絲素蛋白薄膜則不能有效抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而說(shuō)明銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜具有優(yōu)良的抗菌性能。

本發(fā)明的一種銀納米粒子-絲素蛋白抗菌復(fù)合薄膜的制備方法，采用天然的絲素蛋白作為材料集體，通過(guò)參雜化學(xué)濕法合成的銀納米粒子從而制備得到尺寸均一的銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合物，進(jìn)而制得銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜，銀納米粒子-絲素蛋白復(fù)合薄膜具有良好的力學(xué)性能、抗菌性能和非水溶性。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。