本發(fā)明屬于功能材料，具體涉及一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸及其制備方法和應用。

背景技術：

1、絲素蛋白由多組分氨基酸組成，骨架中兩性氨基和羧基的存在有利于其與聚合物的結合，具有易修飾、良好的生物相容性、可忽略的免疫原性及多種生物活性等優(yōu)點，廣泛用于纖維、薄膜、微球和多孔基質等。

2、目前，再生的絲素蛋白材料都出現(xiàn)了力學性能下降的現(xiàn)象，原因在于再生制備過程破壞了蠶絲纖維在微觀尺度上的高度有序的納米纖維結構，而蠶絲納米纖維是從蠶絲纖維中剝離得到的直徑在納米級別的纖維，其保留了蠶絲纖維在微觀尺度上的結構，同時也保留了蠶絲纖維優(yōu)異的力學性能。

3、但是，蠶絲纖維在性能上也存在諸多不足，比如不具備抗菌性，這限制了其可應用的領域。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸及其制備方法和應用，本發(fā)明提供的天然納米纖維接枝聚賴氨酸具有良好的抗菌性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸，包括天然納米纖維和與所述天然納米纖維通過酰胺鍵連接的聚賴氨酸。

4、優(yōu)選的，所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸為天然納米纖維接枝ε-聚賴氨酸或天然納米纖維接枝α-聚賴氨酸。

5、優(yōu)選的，所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸的數(shù)均分子量為20～500kda。

6、本發(fā)明還提供了上述方案所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸的制備方法，包括以下步驟：

7、(1)將天然纖維、堿、尿素和水混合，得到天然納米纖維懸浮液；

8、(2)將所述天然納米纖維懸浮液與交聯(lián)劑和聚賴氨酸混合進行接枝反應，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液；所述天然納米纖維懸浮液中天然納米纖維與聚賴氨酸的質量比不小于5:1；所述天然納米纖維懸浮液中天然納米纖維的羧基與交聯(lián)劑的摩爾比為1:0.1～1.0。

9、優(yōu)選的，所述聚賴氨酸包括ε-聚賴氨酸和α-聚賴氨酸中的一種或幾種；所述聚賴氨酸的數(shù)均分子量小于5000da。

10、優(yōu)選的，所述接枝反應的溫度為-15～10℃，保溫時間為2～8h。

11、本發(fā)明還提供了上述方案所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸或上述方案所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸作為抗菌材料的應用。

12、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸生物膜的制備方法，包括以下步驟：

13、將天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液干燥成膜，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸生物膜；所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液為上述方案所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液。

14、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

15、將天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液與交聯(lián)劑攪拌混合后靜置成膠，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸水凝膠；所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液為上述方案所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液。

16、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料的制備方法，包括以下步驟：

17、將天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液冷凍干燥，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料；所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液為上述方案所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液。

18、本發(fā)明提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸。本發(fā)明通過天然納米纖維上的羧基與聚賴氨酸上的氨基結合，利用酰胺鍵反應，制備修飾有聚賴氨酸的天然納米纖維作為功能性抗菌材料，提高了天然納米纖維的抗菌能力，改善了以其為基體的聚合物的抗菌能力。本發(fā)明制備的天然納米纖維接枝聚賴氨酸含有大量氨基，氨基的存在有利于其與聚合物的或藥物的結合，能較為容易的加工成薄膜、海綿、凝膠等。本發(fā)明將帶有抗菌功能的聚賴氨酸修飾到天然納米纖維上，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸，其具有良好的抗菌性，且不易產(chǎn)生耐藥性，對人體沒有副作用，在食品保鮮和生物醫(yī)藥等領域具有良好的應用前景。

19、本發(fā)明還提供了上述方案所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸的制備方法。本發(fā)明以聚賴氨酸為原料，按照一定用量比，通過交聯(lián)體系接枝到天然納米纖維上，制備得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸，其具有良好的抗菌性和生物相容性，且不易產(chǎn)生耐藥性，應用前景廣闊。

20、本發(fā)明還提供了上述方案所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸或上述方案所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸作為抗菌材料的應用。本發(fā)明提供的天然納米纖維接枝聚賴氨酸具有良好的抗菌性和生物相容性，且不易產(chǎn)生耐藥性，在食品保鮮和生物醫(yī)藥等領域應用前景廣闊。

21、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸生物膜的制備方法。本發(fā)明采用上述方案的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液，通過干燥處理得到生物膜。本發(fā)明提供的制備方法步驟簡單，操作方便，可行性高。

22、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸水凝膠的制備方法。本發(fā)明利用上述方案的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液，通過進一步成膠得到水凝膠。本發(fā)明提供的制備方法步驟簡單，操作方便。

23、本發(fā)明還提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料的制備方法。本發(fā)明將上述方案的天然納米纖維接枝聚賴氨酸懸浮液經(jīng)過冷凍干燥處理，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料。本發(fā)明提供的制備方法步驟簡單，成本低，具有良好的經(jīng)濟效益。

技術特征：

1.本發(fā)明提供了一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸，包括天然納米纖維和與所述天然納米纖維通過酰胺鍵連接的聚賴氨酸。

2.根據(jù)權利要求1所述的天然納米纖維接枝聚賴氨酸，其特征在于，所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸為天然納米纖維接枝ε-聚賴氨酸或天然納米纖維接枝α-聚賴氨酸。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的天然納米纖維接枝聚賴氨酸，其特征在于，所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸的數(shù)均分子量為20～500kda。

4.權利要求1～3任一項所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述聚賴氨酸包括ε-聚賴氨酸和α-聚賴氨酸中的一種或幾種；所述聚賴氨酸的數(shù)均分子量小于5000da。

6.根據(jù)權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述接枝反應的溫度為-15～10℃，保溫時間為2～8h。

7.權利要求1～3任一項所述天然納米纖維接枝聚賴氨酸或權利要求4～6任一項所述制備方法得到的天然納米纖維接枝聚賴氨酸作為抗菌材料的應用。

8.一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸生物膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明屬于功能材料技術領域，具體涉及一種天然納米纖維接枝聚賴氨酸及其制備方法和應用。本發(fā)明將帶有抗菌功能的聚賴氨酸修飾到天然納米纖維上，得到天然納米纖維接枝聚賴氨酸，其具有良好的抗菌性和生物相容性，且不易產(chǎn)生耐藥性，對人體沒有副作用，在生物醫(yī)用領域具有良好的應用前景。本發(fā)明提供的天然納米纖維接枝聚賴氨酸，可以做成天然納米纖維接枝聚賴氨酸生物膜、天然納米纖維接枝聚賴氨酸水凝膠和天然納米纖維接枝聚賴氨酸海綿材料等，用于食品保鮮和生物醫(yī)藥等領域。

技術研發(fā)人員：毛迎,呂汪洋,劉欣梅,信雷霆,陳文興
受保護的技術使用者：浙江理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10