再生柞蚕丝素蛋白膜的制备及其结构研究

医用再生丝素蛋白膜的制备及性能研究作者：陈燕杨皓明蔡玉荣来源：《安徽农业科学》2014年第17期摘要 [目的]以再生丝素蛋白为原料，制备致密再生丝素蛋白膜，通过优选改性方法使得该膜具备一定的力学性能和不溶性、合适的降解速度等，以满足将来在子宫内膜修复中的应用要求。

[方法]将蚕丝脱胶、溶解得到再生丝素溶液，采用流延法铺膜，并用无水乙醇和浓度0.1%戊二醛进行不溶化处理，用蛋白酶XIV进行降解试验，利用万能拉伸机、FESEM、FTIR和失重法等方法对丝素蛋白膜的微观形貌、力学性能、蛋白构象和降解性等进行测试。

[结果]由再生丝素溶液可制备光滑致密的丝素蛋白膜，经乙醇和戊二醛处理后，丝素分子中β-折叠结构增多，无规卷曲结构减少，其力学性能增强，降解速度减慢。

蛋白酶XIV可加速其降解。

[结论]再生丝素蛋白膜在作为物理屏障用于预防和减少术后组织黏连方面有着极大的可能性。

关键词丝素蛋白膜；构象；酶降解中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）17-05355-03Abstract [Objective] Dense regenerated silk fibroin films were prepared. The films have good biocompatibility， appropriate mechanical property and regulated degradation velocity via optimal method of posttreatment. [Method] B. mori silk cocoons were degummed and solubilized to obtain regenerated silk solution， and then regenerated silk films were fabricated using tapecasting method. Pure ethanol solution and 0.1% glutaraldehyde were selected to improve crosslinking of SF molecular. SF degradation experiment was carried out in protease XIV solution. The microstructure， protein conformation and degradability， mechanical property of regenerated SF films were characterized using FESEM， FTIR， weightloss method and Instron Tensile Machine etc. [Result] Obtained SF films were smooth and dense，the βsheet conformation content of SF films increased and random coil conformation content decreased after treatment by pure ethanol and glutaraldehyde. Both modified SF films had higher mechanical properties and slower degradation speed. [Conclusion] Silk fibroin film was a potential biomedical barrier as antiadhesive materials to reduce the presence and extent of intrauterine adhesions.Key words Silk fibroin films； Conformation； Enzymatic degradation随着人类生活节奏的加快，由于各种因素所导致的妇产科疾病的发病率呈逐年上升的趋势，并且各种妇科肿瘤发病年龄趋于年轻化。

丝素蛋白材料的制备及应用丝素蛋白是从蚕的丝腺中提取出来的一种高分子蛋白质，是一种具有优异性能和多种应用领域的材料。

丝素蛋白具有优异的生物相容性、生物降解性和可降解性，因此被广泛用于医疗保健、药物传递、组织工程、纺织品和食品工业等领域。

本文将探讨丝素蛋白材料的制备方法及其在各个领域的应用。

一、丝素蛋白的制备方法1.1从蚕茧中提取：最常用的方法是利用蚕茧提取丝素蛋白。

首先要将蚕茧煮沸，使蚕蛹死亡，然后将蚕茧浸泡在碱性水溶液中，使丝素蛋白的结构产生变化，最后提取出丝素蛋白并进行纯化处理。

1.2培养蚕卵细胞：通过培养蚕卵细胞或转基因蚕来生产丝素蛋白。

这种方法可以大量生产丝素蛋白，但需要技术上的支持和长时间的研究。

1.3培养细胞工程技术：利用培养细胞工程技术，将丝素蛋白基因导入细胞中，并在体外培养细胞以生产丝素蛋白。

这种方法可以实现定制化生产丝素蛋白，并可以控制其质量和纯度。

二、丝素蛋白的应用2.1医疗保健领域：丝素蛋白具有良好的生物相容性和可生物降解性，可以用于制备医疗敷料、生物组织支架、蛋白荷载纳米颗粒等。

丝素蛋白具有优异的生物降解性，可在人体内迅速降解，减少对患者的创伤。

2.2药物传递领域：丝素蛋白可用作药物传递的载体，可以将药物包裹在其内部，通过调控丝素蛋白的结构和性质，可以实现药物的缓释和靶向传递。

丝素蛋白在药物传递领域的应用有望为药物疗效提供新的途径。

2.3组织工程领域：丝素蛋白具有优异的力学性能和生物相容性，可以用于制备生物支架、组织工程膜、人工皮肤等。

丝素蛋白支架可以为细胞的生长和增殖提供支持，并促进组织再生和修复。

2.4纺织品领域：丝素蛋白具有优异的光泽和柔软性，可以用于制备高档纺织品，如丝绸、面料、围巾等。

丝素蛋白纤维具有良好的吸湿性和透气性，可以调节人体温度，是一种理想的纺织材料。

2.5食品工业领域：丝素蛋白可以用作食品添加剂，具有增稠、凝胶和乳化等功能。

丝素蛋白可以用于制备果冻、奶酪、蛋糕等食品，提高其质地和口感。

蚕丝蛋白材料的制备与应用研究蚕丝蛋白是一种天然高分子材料，具有优异的生物相容性、生物降解性和生理活性，是一种非常有前景的材料。

它的制备和应用已经成为了当前材料研究的热点。

在本文中，我们将探讨蚕丝蛋白的制备和应用研究。

一、蚕丝蛋白的制备蚕丝蛋白是由家蚕的唾液腺分泌而来的，是一种具有优异生物相容性的高分子材料。

在制备过程中，首先要从蚕丝中提取出蚕丝蛋白，然后对其进行加工处理。

在提取蚕丝蛋白的过程中，一般是通过蚕丝的脱胶、溶解和纯化等步骤来进行。

将蚕丝浸泡在碱性或酸性溶液中，使其发生纤维胶变为蛋白胶，再通过一系列的洗涤、离子交换和干燥等过程得到蚕丝蛋白。

这一过程需要用到一些化学试剂和设备，例如酸、碱等溶液，离心机、过滤器等设备，在提取和处理过程中需要注意对环境的保护。

二、蚕丝蛋白的应用蚕丝蛋白具有很多优越的物理性质，这些性质使其在很多领域都具有广泛的应用前景。

1. 医学领域蚕丝蛋白在医学领域中的应用已经广泛，例如用于制备带有抗菌功能的医用敷料和人造血管等。

蚕丝蛋白可以促进细胞生长、修复组织，具有很高的生物相容性和生物活性。

这使得它在医学领域中具有广泛的应用前景。

2. 纺织行业在纺织行业中，蚕丝蛋白可以用来制作高档面料、床上用品、地毯、窗帘等。

蚕丝蛋白具有天然的光泽和手感，可以滋润肌肤，抑制静电，对人体有很好的保健作用。

3. 食品行业蚕丝蛋白也可以用于食品行业中。

在制作烘焙食品时，可以使用蚕丝蛋白作为酵母和提升面团弹性的物质。

蚕丝蛋白还可以用于制造低脂、保健型肉制品、休闲食品等。

4. 化妆品行业蚕丝蛋白在化妆品行业中也有广泛的应用。

由于其神奇的水溶性、渗透性和稳定性，蚕丝蛋白可以用作化妆品的保湿剂、防晒剂和抗皱剂等。

此外，由于蚕丝蛋白不会刺激皮肤，因此它也成为了许多护肤品的重要成分。

5. 环保领域蚕丝蛋白还可以应用于环保领域。

由于其具有优良的生物相容性和降解性，蚕丝蛋白可以被用于制造可降解的塑料袋、生物医用材料和环保材料等。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710502045.2(22)申请日 2017.06.27(71)申请人 广西科技大学地址 545006 广西壮族自治区柳州市东环路268号(72)发明人 黄继伟　(74)专利代理机构 苏州翔远专利代理事务所(普通合伙) 32251代理人 陆金星(51)Int.Cl.C08J 3/09(2006.01)C08J 5/18(2006.01)C08J 3/075(2006.01)C08L 89/00(2006.01)A61L 27/22(2006.01)A61L 27/52(2006.01)(54)发明名称再生柞蚕丝素蛋白溶液及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种再生柞蚕丝素蛋白溶液及其制备方法，该溶液为纯柞蚕丝素蛋白组成，丝素蛋白主要为纳米纤维结构，其直径在50nm以下，长度在100～500nm之间。

该溶液制备方法直接以天然柞蚕丝为原料，经过有机溶剂溶解、去离子水透析处理后得到。

本发明制备方法以有机溶剂直接溶解，避免高浓度中性盐高温溶解的强降解问题，工艺简单，并且由此得到的溶液无试剂残留，同时含有纳米仿生结构，具有优异的生物安全性。

权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 107298766 A 2017.10.27C N 107298766A1.一种再生柞蚕丝素蛋白溶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对柞蚕丝进行除杂、脱胶、超声波处理，得到前处理柞蚕丝；（2）将前处理柞蚕丝置于含甲酸的三氟乙酸水溶液中，制备混合液，常温下搅拌溶解，得到再生柞蚕丝素蛋白有机溶液；（3）将再生柞蚕丝素蛋白有机溶液置于去离子水中透析，得到再生柞蚕丝素蛋白溶液。

2.一种再生柞蚕丝素蛋白材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对柞蚕丝进行除杂、脱胶、超声波处理，得到前处理柞蚕丝；（2）将前处理柞蚕丝置于含甲酸的三氟乙酸水溶液中，制备混合液，常温下搅拌溶解，得到再生柞蚕丝素蛋白有机溶液；（3）将再生柞蚕丝素蛋白有机溶液置于去离子水中透析，得到再生柞蚕丝素蛋白水溶液；（4）将再生柞蚕丝素蛋白水溶液制备得到再生柞蚕丝素蛋白材料。

再生丝素蛋白膜的制备与应用研究作者：陈淼，张奕璇，侯秀良来源：《纺织报告》 2018年第7期摘要本研究介绍了再生丝素蛋白膜具有的一些优良特性，并整理归纳了近年来研究者制备再生丝素蛋白膜的常用方法和新方法。

随着对再生丝素蛋白研究的深入，再生丝素蛋白膜以及含有丝素蛋白的复合膜也越来越多地应用于医疗卫生、食品、化妆品等领域。

关键词丝素；再生膜；蛋白膜中图分类号：R318.08文献标识码：B从闻名世界的丝绸之路开始，丝绸与中国结下了不解之缘。

在蚕丝研究方面，中国从种桑、养蚕、缫丝、织造直到成品，已经形成了成熟完善的学科链，相当多的专家学者在这一学科链上潜心研究，目的就是想要传承、发扬好这一传统产业。

以往，针对蚕丝的应用研究大多仅仅局限于纺织服装领域。

随着人们对蚕丝氨基酸成分、结晶结构和理化性能研究的不断深入，如将蚕丝脱胶后的丝素蛋白经过适当的处理后在食品、化妆品、医药及生物传感器，光学等领域应用。

这对发展蚕丝产业具有重要的现实意义。

1 再生丝素蛋白膜的制备1.1 再生丝素蛋白溶液的配置陈忠敏教授等尝试将1g 丝素纤维溶解于100mL的LiBr/CH3OH/H2O 有机无机混合溶液，在60℃的水浴下，转速为200r/min 搅拌，最终用了20min 完全溶解，得到了黏性透明状的溶液。

他们还试着将1g 的丝素纤维溶解在质量分数为60% 的ZnCl2 溶液或是60% 的NaSCN 溶液中，1h 左右可以完全溶解，得到的溶液呈现淡黄色[1]。

ZnCl2 溶解丝素得到的溶液在透析时会出现白膜——即丝蛋白与Zn2+ 结合形成的络合物。

将蚕丝在0.5% 的NaCO3 水溶液中反复煮沸脱去丝胶，干燥，再溶解于9.3mol/L 的LiBr 溶液中[2]，然后做透析、除杂等处理，得到了分子质量在12 000~14 000 之间的匀质丝素蛋白盐溶液。

将20g脱胶的丝素纤维溶解于200mL 物质的量比为1:2:8的CaCl2/CH3CH2OH/H2O 三元溶液中，75℃条件下缓慢搅拌反应2h 使其溶解[3]。

学校代号：10255学号：******* 东华大学论文题目再生柞蚕丝素蛋白水溶液的制备及其静电纺丝初探学科专业：材料学作者姓名：冯文庆******完成日期：2018年4月18日Donghua UniversityTHE PREPARATION OF REGENERATED ANTHERAEA PERNYI SILK FIBROIN AQUEOUS SOLUTIONS ANDITS ELECTROSPINNINGMajor: Materials Science and EngineeringName: Wenqing FengSupervisor: Huili ShaoDate: April 18, 2018东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。

论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。

本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在年解密后适用本版权书。

本学位论文属于不保密□。

学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学冯文庆硕士学位论文答辩委员会成员名单再生柞蚕丝素蛋白水溶液的制备及其静电纺丝初探摘要柞蚕丝素蛋白（ASF）含有大量对哺乳动物细胞有特异性相互作用的精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）三肽序列。

因此，与家蚕丝素蛋白相比，柞蚕丝素蛋白在作为细胞培养基质、药物缓释微球材料、组织工程支架材料和伤口敷料等方面具有更好的生物应用效果。

再生柞蚕丝素蛋白复合纳米纤维的制备及应用肌腱修复肌腱缺损是临床常见疾病,由于肌腱结构和功能的特殊性,术后极易发生粘连,导致损伤肌腱功能恢复不全或完全丧失。

目前,主要采用自体肌腱移植、同种异体肌腱移植和人工肌腱替代等进行治疗,除了供体来源有限,还要面临疾病传染、免疫排斥和修复不充分等风险。

随着细胞移植技术、生物材料科学的发展,一种较理想的肌腱替代物——组织工程肌腱有望解决缺损肌腱的修复问题。

制备和筛选生物相容性优异、力学性能匹配、生物可降解性好的支架材料是组织工程技术的重要内容之一。

本室前期研究发现,柞蚕丝纤维具有良好的细胞相容性,体内植入一定时间内能够保持较好的力学强度,但是,天然柞蚕丝具有高度的结晶结构,难以降解,体内实验受到局限。

柞蚕丝纤维经脱胶、粉碎、水解可以得到天然柞蚕丝素蛋白粉(WSF),由于较高的结晶度,WSF仅在硫氰酸鲤等少数溶剂中可以完全溶解。

因此,本研究提出通过制备再生柞蚕丝素蛋自(RWSF)来提高其溶解性,同时,将RWSF与高分子材料聚乙烯醇(PVA)共混,应用静电纺丝技术制备PVA/RWSF复合纳米纤维,充分发挥两种材料的优点,在保持支架材料的力学强度及降解行为不变的前提下,获得具有生物活性的表面。

本研究首先探索使用熔融的硝酸钙对WSF进行再生处理制备RWSF;然后以电纺液浓度、PVA与RWSF配比、纺丝电压、推进速度和接收距离作为正交试验的五个因素,优选电纺制备PVA/RWSF复合纳米纤维的最佳工艺参数；最后对PVA/RWSF复合纳米材料的理化性能、降解性及细胞相容性、体内修复效果等进行考察,探讨其作为肌腱组织工程支架的可行性。

实验结果如下：一、建立了一种成本低廉、高效地制备RWSF的方法。

在温度100℃,浴比1/20条件下加热处理4h,加水透析48h,冷冻干燥24h,RWSF得率可以达到64.15%±3.72%。

制备的RWSF溶解性增强,在甲酸中最大溶解率可达3%。

一、实验目的1. 了解丝素蛋白膜的制备方法及其原理；2. 掌握丝素蛋白膜的性能测试方法；3. 分析丝素蛋白膜在不同条件下的性能变化。

二、实验原理丝素蛋白膜是一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性。

其制备方法主要包括：溶液浇铸法、溶剂挥发法、流延法等。

本实验采用溶液浇铸法制备丝素蛋白膜，通过控制溶液浓度、温度、蒸发速率等条件，制备出具有不同性能的丝素蛋白膜。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 丝素蛋白：工业级；- 甲醇：分析纯；- 蒸馏水：分析纯；- 氯化钠：分析纯。

2. 实验仪器：- 电子天平；- 烧杯；- 量筒；- 磁力搅拌器；- 蒸发皿；- 烘箱；- 显微镜；- 比重瓶；- 恒温水浴锅。

四、实验步骤1. 配制丝素蛋白溶液：称取一定量的丝素蛋白，加入适量的甲醇溶解，搅拌均匀，配制成一定浓度的丝素蛋白溶液。

2. 溶液浇铸：将配制好的丝素蛋白溶液倒入蒸发皿中，置于烘箱中，控制温度在50℃左右，使溶液逐渐蒸发，形成丝素蛋白膜。

3. 性能测试：（1）观察丝素蛋白膜的外观、厚度、透明度等；（2）测量丝素蛋白膜的比重；（3）测试丝素蛋白膜的拉伸强度、断裂伸长率等力学性能；（4）观察丝素蛋白膜的降解性能。

五、实验结果与分析1. 丝素蛋白膜外观：制备的丝素蛋白膜呈透明状，表面光滑，具有一定的柔韧性。

2. 丝素蛋白膜比重：实验测得丝素蛋白膜的比重约为1.35 g/cm³。

3. 丝素蛋白膜力学性能：制备的丝素蛋白膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率，具体数值如下：- 拉伸强度：≥20 MPa；- 断裂伸长率：≥40%。

4. 丝素蛋白膜降解性能：在模拟人体体液条件下，丝素蛋白膜具有良好的降解性能。

六、结论1. 本实验采用溶液浇铸法制备了丝素蛋白膜，制备的丝素蛋白膜具有良好的外观、力学性能和降解性能。

2. 丝素蛋白膜作为一种新型生物材料，在生物医学、生物工程等领域具有广阔的应用前景。

丝素蛋白膜电化学制备
丝素蛋白膜的电化学制备是一种常用的制备方法，它通过电化学方法将丝素蛋白溶液在电极表面进行电聚合，形成具有一定厚度和稳定性的膜状结构。

具体的制备步骤如下：
1. 准备丝素蛋白溶液：将丝素蛋白溶解在适当的溶剂中，通过搅拌和加热使其充分溶解并得到均匀的溶液。

2. 准备电化学细胞：在两个电极之间安装隔膜，隔膜可以是耐化学腐蚀的材料，如玻璃纸或塑料膜。

电极可以选择金属电极或导电玻璃电极。

3. 沉积丝素蛋白膜：将电化学细胞装入电化学池中，将丝素蛋白溶液注入到电化学细胞中，使其浸润到隔膜上。

然后，通过施加电压或电流，使丝素蛋白在电极表面进行电聚合，形成膜状结构。

4. 脱水和固化：经过电聚合后，将膜从电化学细胞中取出，进行脱水处理，可以使用醇或其他有机溶剂进行脱水。

然后，将膜进行固化处理，例如通过烘干或交联等方法，使其具有一定的稳定性和机械强度。

5. 表征和应用：对制备得到的丝素蛋白膜进行表征，例如通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等方法进行形貌和结构的分析。

制备得到的丝素蛋白膜可以应用于生物医学、材料科学和纳米技术等领域。

再生蓖麻蚕丝素蛋白的结构与性能研究的开题报告
1.研究背景及意义：
蓖麻蚕丝素作为一种具有显著性能优势的生物基材料，被广泛用于纺织品，医疗器械等领域。

然而，由于其相对较高的成本和生产难度，研究人员一直在寻求一种更
加经济高效的生产方法。

2.研究内容和目标：
本研究将以蓖麻蚕丝素为原材料，通过化学处理和再生技术，制备再生蓖麻蚕丝素素蛋白，并研究其在结构和性能上的变化。

同时，探究再生蓖麻蚕丝素的力学性能、热稳定性、抗菌性等方面的特点，以及与天然蓖麻蚕丝素的比较，为其应用于产业化
生产提供技术支撑。

3.研究方法：
本研究将采用化学处理和再生技术制备再生蓖麻蚕丝素素蛋白，并利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等多种分析手段，对再生蓖麻蚕丝素素蛋白的组成、结构和形态进行分析。

同时，利用万能试验机、热重分析仪等测试
设备，对再生蓖麻蚕丝素的力学性能和热稳定性进行测试。

最后，利用细菌接触试验，比较再生蓖麻蚕丝素和天然蓖麻蚕丝素的抗菌性。

4.预期结果：
本研究将制备出再生蓖麻蚕丝素素蛋白，并对其结构和性能进行详细分析，为其产业化生产提供技术支撑。

同时，本研究也将为生物基材料的开发提供一种新的思路
和方法。