一种丝素蛋白液晶悬浮液及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115960467A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310070514.3C08J3/075(2006.01)(22)申请日2023.01.20C08J5/18(2006.01)C08J9/28(2006.01)(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所地址215123江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号(72)发明人张珽王永峰王佩玺(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师王锋(51)Int.Cl.C08L89/00(2006.01)C08L33/26(2006.01)C08J7/00(2006.01)C08J7/12(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图7页(54)发明名称一种丝素蛋白液晶悬浮液及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种所述丝素蛋白液晶悬浮液是由丝素蛋白纳米纤维和水混合而成；所述丝素蛋白纳米纤维具有完整的结晶区结构；所述丝素蛋白纳米纤维具有自发性形成向列相液晶并表现出溶致液晶的特性，具有自组装行为。采用本发明技术方案制备丝素蛋白纳米纤维悬浮液，将热处理和低的碱浓度相结合的方式，通过前期热处理，打开了蚕丝纤维之间部分分子间作用力，有效降低了后期碱处理的浓度，从而保留丝素蛋白的结晶区结构，通过水浴热处理后剥离得到的纳米纤维具有较完整的结晶区结构，在水溶液中可以自发形成向列相液晶，且在熵的驱动下，一定浓度的丝素蛋白纳米纤维悬浮液发生相分离的现象。CN115960467ACN115960467A权利要求书1/2页1.一种丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液，其特征在于，所述丝素蛋白液晶悬浮液是由丝素蛋白纳米纤维和水混合而成；所述丝素蛋白纳米纤维具有完整的结晶区结构；所述丝素蛋白纳米纤维具有自发性形成向列相液晶并表现出溶致液晶的特性，具有自组装行为。2.如权利要求1所述的丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液，其特征在于，所述丝素蛋白纳米纤维的含量为0.01～20wt％，直径为10～800nm，长度为50nm～200μm；所述自发性形成向列相液晶的条件为温度2～80℃，湿度20～99％；所述结晶区结构的液晶相表现出双折射现象纹影织构，在正交偏振光下呈现了彩虹光；和/或，通过化学交联的方法捕捉所述丝素蛋白纳米纤维的自组装行为。3.如权利要求1所述的丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液，其特征在于，所述丝素蛋白纳米纤维的表面整体带有负电荷；所述丝素蛋白纳米纤维的排列在长程范围内的方向具有一致性，在磁场和/或电场作用下，具有均一的取向调控作用；和/或，所述丝素蛋白纳米纤维的蛋白质结构为β折叠结构。4.如权利要求1‑3任一项所述的丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液，其特征在于，所述丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液采用丝纤维热处理‑碱性水解‑离子去除‑超声分散的方法制备而成；和/或，所述丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液用去水稀释并密封冷藏后，产生相分离。5.如权利要求1‑3任一项所述的丝素蛋白纳米纤维液晶悬浮液的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：S1.丝纤维热处理：将丝纤维进行水浴热处理；S2.碱性水解：将S1处理后的丝纤维置于碱性溶液中搅拌直至分散成微纳米纤维；S3.离子去除：将S2分散后的所述微纳米纤维经离心收集和纯水透析去除离子；S4.超声分散：将S3透析之后的所述微纳米纤维进行超声分散即可得到丝素蛋白液晶悬浮液。6.根据权利要求5所述的丝素蛋白液晶悬浮液的制备方法，其特征在于，S1中，所述水浴热处理中的碱性溶液为弱碱溶液，包括碳酸钠、磷酸钠或碳酸氢钠溶液中的一种或多种的组合；所述生物酶为木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶或风味蛋白酶的一种或多种的组合；所述的丝纤维来源为蜘蛛和蚕；蜘蛛包括游猎蜘蛛、结网蜘蛛或洞穴蜘蛛任一种或多种的组合；蚕包括桑蚕、柞蚕、野蚕或转基因蚕任一种或多种的组合；S2中，所述碱性水解包括将丝纤维置于碱性溶液中搅拌直至所述丝纤维分散为微纳米纤维，搅拌方式包括磁力搅拌、匀质搅拌或涡轮搅拌，搅拌的温度为2～100℃，搅拌时间为2～720h，碱性溶液的质量体积比浓度为0.05～1％，所述丝纤维与所述碱性溶液的浴比为0.1～100g/1L；所述碱性溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化锂溶液中的任一种或多种的组合；S3中，所述离心收集包括将所述为纳米纤维经过离心‑纯水悬浮‑离心的过程，重复纯水悬浮和离心3‑5次后，密封于透析袋中经纯水透析去除离子；所述离心收集的转速为5000～20000rpm，离心时间为5～20min；透析的时间为1‑5天，透析袋的截留分子量为3.5～100KDa。S4中，所述超声分散的功率为50～1000W，超声分散的时间为5～800min。2CN1159604