一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)工藝領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合膠束的制備方法，具體涉及一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法。步驟如下：配制質(zhì)量濃度為1?5%的角蛋白水溶液和質(zhì)量濃度為1?5%的絲素蛋白水溶液；將相同濃度的絲素蛋白水溶液和角蛋白水溶液按2?6:1的體積比混合后，攪拌均勻后，調(diào)pH至3.5，攪拌均勻后在25℃的條件下，靜置組裝6?12小時(shí)；取出組裝完成的膠束溶液，并向溶液中加入雙氧水，在轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下磁力攪拌10min，隨后在25℃的條件下，靜置固定5?10小時(shí)，制得經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，沒(méi)有加入有毒的固定試劑，是一種綠色高效的制備蛋白納米膠束的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于化學(xué)工藝領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合膠束的制備方法，具體涉及一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蛋白質(zhì)屬于天然生物可降解型高分子聚合物，近年來(lái)做為一種優(yōu)良的藥物及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)載體越來(lái)越受到人們的關(guān)注。與人工合成聚合物相比，它可以被生物體吸收利用，因此在消化器官及循環(huán)系統(tǒng)可以發(fā)揮緩釋及控釋藥物的作用。另外，蛋白質(zhì)聚合物制備過(guò)程安全無(wú)毒，并且在生物機(jī)體內(nèi)具有良好的吸收及可代謝性，生物降解產(chǎn)物毒性非常小。它還可以與氨基酸功能基團(tuán)或者活性物質(zhì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)特定藥物的靶向釋放。正因?yàn)樘烊坏鞍踪|(zhì)具有諸如此類(lèi)的優(yōu)良特性，科學(xué)工作者已經(jīng)利用其研制出了不同結(jié)構(gòu)，適用于不同范圍的多種載體形式，包括膠束、凝膠、納米粒、微球、生物膜、蛋白多糖復(fù)合體等。
[0003]絲素蛋白無(wú)害且無(wú)毒，具有良好的生物相容性及可自然降解的特點(diǎn)，是一種天然優(yōu)良的高分子材料。其在化工、醫(yī)藥、食品領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。羊毛角蛋白是一種產(chǎn)量巨大，具有優(yōu)良特性的天然高分子聚合物，其在生物材料、醫(yī)學(xué)、紡絲、皮革領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用。角蛋白與其它蛋白的不同之處在于其含有大量的半光氨酸殘基，占到氨基酸殘基總量的7-20%，這些位于分子內(nèi)及分子之間的半光氨酸殘基通過(guò)二硫鍵將角蛋白連接成一個(gè)緊密的具有三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定蛋白。本發(fā)明主要是利用這兩種天然蛋白質(zhì)的生化特性及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)自組裝的方法制備絲素蛋白/角蛋白納米復(fù)合膠束，此種納米復(fù)合膠束在醫(yī)藥緩釋、食品、生物材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于使用絲素蛋白與角蛋白通過(guò)自組裝制備納米復(fù)合膠束。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法，步驟如下:
(I)配制質(zhì)量濃度為1-5%的角蛋白水溶液和質(zhì)量濃度為1-5%的絲素蛋白水溶液；
(2 )將相同濃度的絲素蛋白水溶液和角蛋白水溶液按2-6:1的體積比混合后，攪拌均勻后，調(diào)pH至3.5，攪拌均勻后在25°C的條件下，靜置組裝6-12小時(shí)；
(3)取出組裝完成的膠束溶液，并向溶液中加入雙氧水，在轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下磁力攪拌lOmin，隨后在25°C的條件下，靜置固定5-10小時(shí)，制得經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。
[0006]所述步驟(I)中角蛋白水溶液通過(guò)等電聚焦的方法制得，等電點(diǎn)為3.0;絲素蛋白水溶液通過(guò)CaCl2-CH3CH2OH-H2O三元溶解體系制得，等電點(diǎn)為3.0。
[0007 ] 所述步驟(2 )中調(diào)pH是通過(guò)添加IM的HCL水溶液和IM的NaOH水溶液實(shí)現(xiàn)的。
[0008]所述步驟(3)中雙氧水的加入量與角蛋白的質(zhì)量比為2:1。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于: (I)本發(fā)明所用的制備絲素蛋白的原料為桑蠶絲，所使用的羊毛角蛋白的來(lái)源主要為普通羊毛，對(duì)羊毛的來(lái)源品種沒(méi)有特殊的限制。
[0010](2)本發(fā)明主要利用兩種天然高分子聚合物絲素蛋白及角蛋白制備自組裝納米復(fù)合膠束。使用的角蛋白其等電點(diǎn)為3.0，而制備的絲素蛋白的等電點(diǎn)為4.5。本發(fā)明的原理是利用這兩種蛋白不同的等電點(diǎn)，在其混合溶液中將溶液的PH值調(diào)節(jié)至兩種蛋白的等電點(diǎn)之間，此時(shí)絲素蛋白分子質(zhì)子化帶正電荷，而角蛋白分子去質(zhì)子化帶負(fù)電荷，兩種帶不同電荷的蛋白分子通過(guò)靜電相互作用發(fā)生自組裝，聚集形成具有一定的形貌的復(fù)合膠束。組裝過(guò)程中，靜電相互作用是發(fā)生自組裝的主要推動(dòng)力，另外還有疏水相互作用、氫鍵、范德華力也起到了一定的作用。此種制備蛋白納米膠束的方法制備方法簡(jiǎn)單，沒(méi)有加入有毒的固定試劑，是一種綠色高效的制備蛋白納米膠束的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為實(shí)施例1制備的納米膠束掃描電鏡圖。
[0012]圖2為實(shí)施例2制備的納米膠束掃描電鏡圖。
[0013]圖3為實(shí)施例3制備的納米膠束掃描電鏡圖。
[0014]圖4為實(shí)施例4制備的納米膠束掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]羊毛角蛋白的制備:本發(fā)明所使用的角蛋白為等電點(diǎn)為3.0的羊毛角蛋白，此種羊毛角蛋白通過(guò)等電聚焦的方法獲取，具體步驟為:
1.還原法制備角蛋白溶液:將脫脂洗凈的羊毛與Na2S按照質(zhì)量比4:3加入密閉玻璃容器中，加入羊毛質(zhì)量20倍的水，避光放置7-10天。對(duì)角蛋白原溶液進(jìn)行過(guò)濾得到還原法制備的角蛋白溶液。
[0016]2.酸沉淀分級(jí)角蛋白:在以上制備的角蛋白溶液中快速加入濃鹽酸，使體系pH值在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到2.5，使羊毛角蛋白迅速沉淀。將上層所漂浮的色素蛋白取出，棄去上層液體，離心，轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min。收集下層的羊毛角蛋白沉淀，低溫真空干燥得到白色角蛋白固體。
[0017]3.等電聚焦法制備等電點(diǎn)為3.0角蛋白:將5M的硫脲溶液、3M的尿素溶液和4%的β-巰基乙醇溶液加入超純水中攪拌均勻，制備出角蛋白等電聚焦溶解液。將以上步驟制備的Ig羊毛角蛋白粉末加入到100mL羊毛角蛋白等電聚焦溶解液中，攪拌至其完全溶解，得到濃度為lmg/mL羊毛角蛋白等電聚焦上樣溶液，加入體積分?jǐn)?shù)2%的兩性電解質(zhì)溶液，攪拌均勻。使用B1-rad等電聚焦系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行持續(xù)等電聚焦，按照上述等電聚焦方法聚焦若干次，持續(xù)收集等電點(diǎn)為3.0角蛋白樣品。
[0018]4.等電點(diǎn)為3.0角蛋白樣品的純化:將收集到的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白首先使用Sartocon Slice 200切向流超濾系統(tǒng)進(jìn)行超濾，使用膜包的截留分子量為50KD及8KD。超濾完畢后再用截留分子量為IKD的透析袋在無(wú)氧水中進(jìn)行透析，將得到的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白在真空干燥，低溫密封保存。
[0019]絲素蛋白的制備:本發(fā)明所使用的絲素蛋白通過(guò)CaCl2-CH3CH2OH-H2O三元溶解體系方法獲取，具體步驟為: 1.蠶絲的脫膠:將剪碎的蠶繭放入0.5%的NaHCO3溶液中，加入100倍質(zhì)量的水，在100°C的條件下沸煮50分鐘，用去離子水沖洗3-4次。將蠶絲取出放入恒溫干燥箱中在40 °C下烘干。
[0020]2.絲素蛋白的溶解:配置絲素蛋白溶解體系，按照CaCl2: CH3CH2OH: H2O摩爾比為1:2:8的比例配置絲素蛋白溶解液，將上步驟脫膠后的絲素蛋白加入配置好的溶解液中，在60 0C的水浴中持續(xù)溶解2小時(shí)。
[0021]3.絲素蛋白的提純:將溶解得到的絲素蛋白溶液使用多層醫(yī)用紗布過(guò)濾以去沒(méi)有溶解的絲素蛋白及雜質(zhì)，再將過(guò)濾后的絲素蛋白溶液裝入透析袋中(截留分子量為14000)在去離子水中透析48小時(shí)以上，持續(xù)透析直到透析液的電導(dǎo)率不在變化為止，得到絲素蛋白的稀水溶液。
[0022]為對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋?zhuān)陨鲜鲈现苽渥越M裝蛋白納米膠束的【具體實(shí)施方式】如下:
實(shí)施例1
本發(fā)明所述的制備自組裝蛋白納米膠束的方法包括下述步驟:
I.將制備的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白配制成濃度為1%的角蛋白水溶液，同時(shí)將絲素蛋白的稀水溶液的濃度調(diào)節(jié)至1%。
[0023]2.將濃度都為1%的絲素蛋白及角蛋白溶液按照體積比6:1混合后攪拌均勻，使用IM的HCL和IM的NaOH將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至3.5，攪拌均勻后在25°C的條件下靜置組裝6小時(shí)。
[0024]3.將組裝完成后的膠束溶液取出，向溶液中加入與角蛋白質(zhì)量比為1: 2的雙氧水，磁力攪拌lOmin。在25°C的條件下靜置固定5小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。
[0025]所制備的納米復(fù)合膠束經(jīng)掃描電鏡觀測(cè)其形貌見(jiàn)圖1。
[0026]實(shí)施例2
本發(fā)明所述的制備自組裝蛋白納米膠束的方法包括下述步驟:
1.將制備的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白配制成濃度為2%的角蛋白水溶液，同時(shí)將絲素蛋白的稀水溶液的濃度調(diào)節(jié)至2%。
[0027]2.將濃度都為2%的絲素蛋白及角蛋白溶液按照體積比4:1混合后攪拌均勻，使用IM的HCL和IM的NaOH將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至3.5，攪拌均勻后在25 °C的條件下靜置組裝1小時(shí)。
[0028]3.將組裝完成后的膠束溶液取出，向溶液中加入與角蛋白質(zhì)量比為1: 2的雙氧水，磁力攪拌lOmin。在25°C的條件下靜置固定8小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。
[0029]所制備的納米復(fù)合膠束經(jīng)掃描電鏡觀測(cè)其形貌見(jiàn)圖1。
[0030]實(shí)施例3
本發(fā)明所述的制備自組裝蛋白納米膠束的方法包括下述步驟:
1.將制備的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白配制成濃度為3.5%的角蛋白水溶液，同時(shí)將絲素蛋白的稀水溶液的濃度調(diào)節(jié)至3.5%。
[0031 ] 2.將濃度都為3.5%的絲素蛋白及角蛋白溶液按照體積比3:1混合后攪拌均勻，使用IM的HCL和IM的NaOH將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至3.5，攪拌均勻后在25 °C的條件下靜置組裝8小時(shí)。
[0032]3.將組裝完成后的膠束溶液取出，向溶液中加入與角蛋白質(zhì)量比為1:2的雙氧水，磁力攪拌lOmin。在25°C的條件下靜置固定7小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。
[0033]所制備的納米復(fù)合膠束經(jīng)掃描電鏡觀測(cè)其形貌見(jiàn)圖1。
[0034]實(shí)施例4
本發(fā)明所述的制備自組裝蛋白納米膠束的方法包括下述步驟:
1.將制備的等電點(diǎn)為3.0的角蛋白配制成濃度為5%的角蛋白水溶液，同時(shí)將絲素蛋白的稀水溶液的濃度調(diào)節(jié)至5%。
[0035]2.將濃度都為5%的絲素蛋白及角蛋白溶液按照體積比2:1混合后攪拌均勻，使用IM的HCL和IM的NaOH將混合溶液的pH值調(diào)節(jié)至3.5，攪拌均勻后在25 °C的條件下靜置組裝12小時(shí)。
[0036]3.將組裝完成后的膠束溶液取出，向溶液中加入與角蛋白質(zhì)量比為1: 2的雙氧水，磁力攪拌lOmin。在25°C的條件下靜置固定10小時(shí)，得到經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。
[0037]所制備的納米復(fù)合膠束經(jīng)掃描電鏡觀測(cè)其形貌見(jiàn)圖1。
[0038]從圖1-圖4可以看出，絲素蛋白與羊毛角蛋白(pI3.0)所形成的膠束在實(shí)施例1、2、
3、4中都為球形，且直徑都在10nm以下，是一種納米膠束。此種納米膠束分散性較好，形貌固定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法，其特征在于:步驟如下: (1)配制質(zhì)量濃度為1-5%的角蛋白水溶液和質(zhì)量濃度為1-5%的絲素蛋白水溶液； (2)將相同濃度的絲素蛋白水溶液和角蛋白水溶液按2-6:1的體積比混合后，攪拌均勻后，調(diào)pH至3.5，攪拌均勻后在25°C的條件下，靜置組裝6-12小時(shí)； (3)取出組裝完成的膠束溶液，并向溶液中加入雙氧水，在轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下磁力攪拌lOmin，隨后在25°C的條件下，靜置固定5-10小時(shí)，制得經(jīng)過(guò)固定后的自組裝納米膠束。2.如權(quán)利要求1所述的自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中角蛋白水溶液通過(guò)等電聚焦的方法制得，等電點(diǎn)為3.0;絲素蛋白水溶液通過(guò)CaCl 2-CH3CH2OH-H2O三元溶解體系制得，等電點(diǎn)為3.0。3.如權(quán)利要求1所述的自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法，其特征在于:所述步驟(2 )中調(diào)pH是通過(guò)添加IM的HCL水溶液和IM的NaOH水溶液實(shí)現(xiàn)的。4.如權(quán)利要求1所述的自組裝蛋白納米復(fù)合膠束的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中雙氧水的加入量與角蛋白的質(zhì)量比為2:1。
【文檔編號(hào)】C08J3/12GK106084256SQ201610417170
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開(kāi)號(hào)201610417170.9, CN 106084256 A, CN 106084256A, CN 201610417170, CN-A-106084256, CN106084256 A, CN106084256A, CN201610417170, CN201610417170.9
【發(fā)明人】蘇小舟, 栗蕾
【申請(qǐng)人】中原工學(xué)院