一種絲素蛋白的提取方法
2023-06-13 20:31:31
專利名稱：一種絲素蛋白的提取方法
技術領域：
本發明涉及到一種天然高分子生物聚合物的提取方法，具體講是相對於目前市面上所有的隱形眼鏡材料來說，屬於一種具有良好的氧滲透性，透氣性較好，優異的生物體相容性、良好的柔軟性、良好的體液溼潤性和抗汙性、穩定性能較好的天然生物高分子，該聚合物特別適合於製造軟式隱形眼鏡。
顯然，為了製備滿足上述所需各種特性、並適合於長期配戴的隱形眼鏡，把隱形眼鏡技術提高到一個新的水平，使患者真正地享受到此種鏡片的好處而不致遭受其害。目前，我們迫切需要在材料方面有所突破，而不僅僅是致力於已有隱形眼鏡材料的改性。經過我們的研究發現，絲素材料的研製有可能會帶來隱形眼鏡技術的變革。
科學研究表明蠶絲是有絲素蛋白(Fibroin)和絲膠(Sericin)兩部分組成的，絲膠包在絲素蛋白的外面，約佔重量的25％，蠶絲中還有5％左右的雜質，絲素蛋白是蠶絲中的主要部分，約佔重量的70％。絲素蛋白以反平行摺疊鏈構象(β-sheet)為基礎，形成直徑大約為10nm的微纖維，無數微纖維密切結合組成直徑大約為1μm的細纖維，大約100根細纖維沿長軸排列構成直徑大約為10μm-18μm的單纖維，即蠶絲蛋白纖維。。
絲素蛋白中包含有18種胺基酸，而其中分子式較簡單的丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)、絲氨酸(Ser)含量較大，約佔總量的85％以上，三者的摩爾比為4∶3∶1。並按一定的序列結構(Ala-Gly-Ser)排布形成規整的鏈段，這些鏈段大多數位於絲素蛋白的結晶區域；而帶有較大側基的苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Try)等則主要存在於非晶區域。絲素蛋白的分子量很高，在(3.6-3.7)×105的範圍內。
本發明中的絲素蛋白是一種天然蛋白質，具有多孔性及較高的吸水回潮率、具有良好的氧滲透性，具有優異的生物體相容性、良好的體液溼潤性和抗汙性。因此，相對於合成高分子聚合物，由這種材料製備的隱形眼鏡具有優異的性能，戴上它，人的眼睛會感到比較舒適。
發明內容
本發明中的絲素蛋白是一種可以從蠶絲中提取的天然生物高分子材料，這種絲素蛋白溶液的提取方法，按以下步驟進行1、去除蠶繭中的蠶蛹，將蠶繭洗淨絞碎備用；2、蠶繭中的絲膠和雜質可以用以下幾種方法除去，得到的絲素蛋白纖維(1)、有機酸法使用有機酸-酒石酸作為脫膠劑，酒石酸溶度12-18％，在溫度70-100℃脫膠。
(2)、皂煮法使用一種由橄欖油製備的馬塞(Marseilles)皂作為脫膠劑，在80-120℃脫膠。
(3)、鹼法使用Na2CO3、NaHCO3中的一種或兩種作為脫膠劑，其溶度控制在0.2-6％，優選為0.4-0.8％，在溫度70-100℃下脫膠。在脫膠之前最好將經步驟1處理的蠶繭在20-60℃下浸泡8-20小時，經浸泡處理的蠶繭的脫膠時間僅需0.5-3h。鹼法為最優方法。
3、將絲素蛋白纖維放在去離子水中浸泡，然後在30-100℃下烘乾。
4、將絲素蛋白纖維溶解在以下幾種溶劑中(1)、使用7-11M的LiBr水溶液作為溶劑，在溫度30-60℃下將絲素蛋白纖維溶解。或(2)、使用Cu-C2H7N、Cu(OH)2-NH4或[Cu(NH3)4](OH)2水溶液溶液作為溶劑，在溫度40-90℃下將絲素蛋白纖維溶解。或(3)、使用溶度為35-60％，優選40-45％的CaCl2-H2O或CaCl2-C2H6O-H2O溶液作為溶劑，在溫度60-80℃下溶解。在溶解之前最好將經步驟3處理的絲素蛋白纖維在20-50℃下浸泡8-20小時，經浸泡處理的絲素蛋白纖維的溶解時間僅需0.8-3h。此溶劑為最優。
5、將絲素蛋白溶液裝在纖維素分離膜中透析，除去溶劑中小分子的影響，再經過離心分離去除雜質，從而得到絲素蛋白純溶液。
本發明所得絲素蛋白純溶液可在40-90℃下固化，一般固化時間為5-7小時，獲得一定厚度的透明的絲素蛋白膜，其可作為一種新型的隱形眼鏡，另外還可應用於醫治眼疾的受控藥物釋放的眼繃帶或角膜傷害或疾病的保護器材、醫治創傷的繃帶或醫治燒傷的人造皮膚。
具體實施例方式
權利要求
1.一種絲素蛋白的提取方法，按以下步驟進行1、去除蠶繭中的蠶蛹，將蠶繭洗淨絞碎備用；2、使用Na2CO3、NaHCO3中的一種或兩種作為脫膠劑，其溶度控制在0.2-6％，在溫度70-100℃下脫膠，得到的絲素蛋白纖維；3、將絲素蛋白纖維放在去離子水中浸泡，然後在30-100℃下烘乾；4、將絲素蛋白溶解在溶度為35-60％的CaCl2-H2O或CaCl2-C2H6O-H2O溶液中，溫度為60-80℃；5、將絲素蛋白溶液裝在纖維素分離膜中透析、離心分離，得到絲素蛋白純溶液。
2.根據權利要求1的提取方法，其特徵在於在步驟2中，所述脫膠劑溶度為0.4-0.8％。
3.根據權利要求1或2的提取方法，其特徵在於在步驟2脫膠之前將經步驟1處理的蠶繭在20-60℃下浸泡8-20小時。
4.根據權利要求1或2的提取方法，其特徵在於在步驟4中，CaCl2-H2O或CaCl2-C2H6O-H2O溶液溶度為40-45％。
5.根據權利要求1或2的提取方法，其特徵在於在步驟4溶解之前將經步驟3處理的絲素蛋白纖維在20-50℃下浸泡8-20小時。
全文摘要
本發明公開了一種絲素蛋白的提取方法，所述絲素蛋白是一種具有良好的氧滲透性，透氣性較好，優異的生物體相容性、良好的柔軟性、良好的體液溼潤性和抗汙性、穩定性能較好的天然生物高分子，特別適合於製造軟式隱形眼鏡。本發明所得絲素蛋白純溶液還可應用於醫治眼疾的受控藥物釋放的眼繃帶或角膜傷害或疾病的保護器材、醫治創傷的繃帶或醫治燒傷的人造皮膚。
文檔編號C07K14/435GK1394875SQ0112024
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月11日 優先權日2001年7月11日
發明者高雪峰, 宋延林, 江雷 申請人:中國科學院化學研究所