CN107245243A - 一种蚕丝蛋白诱导合成zif‑8纳米微球的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蚕丝蛋白诱导合成ZIF‑8纳米微球的方法，包括将浓度为5‑20wt％的蚕丝蛋白溶液缓慢加入到2‑甲基咪唑[HmIm]溶液中，均匀混合后缓慢加入六水合硝酸锌[Zn(NO3)2.6H2O]溶液，磁力搅拌反应15min，获得白色乳浊液；再将白色乳浊液8000‑10000rpm离心10min，弃上清，用50％酒精溶液清洗沉淀2‑3次，然后冷冻干燥等步骤。本发明在室温下以水为溶剂，直接合成蚕丝蛋白/ZIF‑8纳米微球，缩短了合成时间，整个处理过程中耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便且对环境无污染。

Description

一种蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法
技术领域
本发明属于合成高分子材料领域，具体地说，是一种蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法。
背景技术
ZIF8是沸石咪唑酯骨架结构材料的一种,属于金属有机骨架(MOF)的亚类，由2-甲基咪唑(HmIm)和金属原子Zn构成最基本的结构单元，其中每个Zn原子与四个2-甲基咪唑环上的N原子进行配位形成一个具有正四面体结构的ZnN4团簇,然后以这些团簇作为节点通过2-甲基咪唑上的咪唑环相连接构成一个具有正六面体晶型的笼状配位化合物。与其他无机材料相比，其具有高的比表面积、可调控的功能性孔径、灵活的化学结构、高的热稳定性和超疏水性等优点，因此在气体分离与储存、生物催化与感应及药物传递等方面具有广阔的应用前景。
蚕丝蛋白是一种天然蛋白质，来源丰富、价格低廉，且具有良好的生物相容性和可控的生物降解性能，已经被广泛用于生物医用领域，特别是在药物缓释应用方面取得较为突出的成就，大量研究表明，蚕丝蛋白是一种非常理想的药物载体。
ZIF-8与蚕丝蛋白都可作为优良的生物医学材料，且有研究表明蛋白质(如：核糖核酸酶A、人血清白蛋白(HSA)、脂肪酶、血红蛋白、，溶菌酶、胰蛋白酶，脲酶等)可以诱导ZIF-8的合成，但是还没有关于合成具有生物功能蚕丝蛋白/ZIF-8纳米球的相关报道，本发明利用蚕丝蛋白诱导合成蚕丝蛋白/ZIF-8纳米球，能够进一步扩展丝蛋白作为生物医学材料的应用。
发明内容
本发明利用蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8具有生物功能的蚕丝蛋白/ZIF-8的纳米球，该方法简化了传统ZIF-8合成的过程，减少能耗，绿色无污染，并且一定程度上减小了单纯ZIF-8的粒径，是一种快速制备有机-无机复合纳米微球的方法，可以应用于载药抗癌领域。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案采用了如下具体步骤：
1)将浓度为5-20wt％的蚕丝蛋白溶液缓慢加入到2-甲基咪唑[HmIm]溶液中，均匀混合后缓慢加入六水合硝酸锌[Zn(NO3)2.6H2O]溶液，磁力搅拌反应15min，获得白色乳浊液；
2)将白色乳浊液8000-10000rpm离心10min，弃上清，用50％酒精溶液清洗沉淀2-3次，然后冷冻干燥，即可获得粒径介于100nm-500nm的蚕丝蛋白复合ZIF-8纳米微球[SF/ZIF-8NP]。
作为进一步地改进，本发明所述的蚕丝蛋白包括丝胶蛋白和丝素蛋白。
作为进一步地改进，本发明所述的HmIm的摩尔浓度范围400mM-3200Mm，且HmIm与Zn(NO3)2.6H2O的摩尔浓度比介于1:1-36:1之间。
作为进一步地改进，本发明所述的HmIm与Zn(NO3)2.6H2O的体积比为1:1。
作为进一步地改进，本发明所述的体系中每1gHmIm对应蚕丝蛋白的添加量一般为30-80mg，根据蚕丝蛋白的添加量的不同调整蚕丝蛋白/ZIF-8纳米微球的粒径大小。
与现有技术相比，本发明具有以下突出特点：
(1)本发明在室温下以水为溶剂，直接合成蚕丝蛋白/ZIF-8纳米微球，缩短了合成时间，整个处理过程中耗能低，生物安全性高，价格低廉，操作简单方便且对环境无污染。
(2)本发明所制得的蚕丝蛋白/ZIF-8纳米微球形貌、粒径大小均一，且可根据蚕丝蛋白的添加量不同调整纳米球的粒径大小，提高了生物相容性，可用于组织工程、细胞工程和药物载体等，用于药物载体还可以实现pH响应性缓释，增强药效，降低药物副作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
(1)制备10％的丝素蛋白溶液，配制1600mM的HmIm和44.44mM的Zn(NO3)2·6H2O；
(2)向烧杯中加入5mL配制好的HmIm，在缓慢磁力搅拌条件下加入10mg的丝素蛋白溶液，最后缓慢加入5mL的Zn(NO3)2·6H2O，磁力搅拌15min，获得白色乳浊液；
(3)将白色乳浊液离心(8000-10000rpm，10min)，所得沉淀用50％酒精清洗2-3次，冷冻干燥后即可获得蚕丝蛋白/ZIF-8纳米微球。
实施例2
(1)制备10％的丝素蛋白溶液，配制1600mM的HmIm和44.44mM的Zn(NO3)2·6H2O；
(2)向烧杯中加入5mL配制好的Zn(NO3)2·6H2O，用NaOH调节至碱性环境(一般pH＝8)，磁力搅拌条件下加入10mg的丝素蛋白溶液，最后缓慢加入5mL的HmIm，磁力搅拌15min，获得白色乳浊液；
(3)将白色乳浊液离心(8000-10000rpm，10min)，沉淀用50％酒精清洗2-3次，冷冻干燥后即可获得蚕丝蛋白/ZIF-8纳米微球。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法，其特征是采用如下步骤：
1)、将浓度为5-20wt％的蚕丝蛋白溶液缓慢加入到2-甲基咪唑[HmIm]溶液中，均匀混合后缓慢加入六水合硝酸锌[Zn(NO3)2·6H2O]溶液，磁力搅拌反应15min，获得白色乳浊液；
2)、将白色乳浊液8000-10000rpm离心10min，弃上清，用50％酒精溶液清洗沉淀2-3次，然后冷冻干燥，即可获得粒径介于100nm-500nm的蚕丝蛋白复合ZIF-8纳米微球[SF/ZIF-8NP]。
2.根据权利要求1所述的蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法，其特征在于所述的蚕丝蛋白包括丝胶蛋白和丝素蛋白。
3.根据权利要求2所述的蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法，其特征在于所述的HmIm的摩尔浓度范围为400mM-3200Mm，HmIm与Zn(NO3)2.6H2O的摩尔浓度比介于1:1-36:1之间。
4.根据权利要求1所述的蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法，其特征在于所述的HmIm与Zn(NO3)2·6H2O的体积比为1:1。
5.根据权利要求1所述的蚕丝蛋白诱导合成ZIF-8纳米微球的方法，其特征在于体系中每1g HmIm对应蚕丝蛋白的添加量为30-80mg。
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