一种功能化蚕丝的制备方法技术

本发明专利技术涉及功能化蚕丝的制备方法，包括以下步骤：(1)采用TPE原料制备获得TPE‑NO

A preparation method of functional silk

【技术实现步骤摘要】
一种功能化蚕丝的制备方法
本专利技术涉及蚕丝的制备，特别涉及一种功能化蚕丝的制备方法。
技术介绍
蚕丝至今已有5000多年的历史，因其极好的光泽、手感和抗拉强度，几个世纪以来一直被用作纺织材料。作为一种纤维材料，蚕丝不只是局限在服装行业。由于蚕丝是一种具有优异力学性能，良好的生物相容性和生物降解性的天然生物高分子材料，因此在生物医学领域得到了广泛的应用。蚕丝可以通过溶解得到丝素蛋白溶液，成型后可以得到纤维、薄膜、凝胶等材料。近些年来，科研人员对蚕丝的功能化进行更深入的研究，采用多种方法对蚕丝进行改性和功能化，不仅提高了本身的蚕丝特性，而且增加蚕丝本身不具有的功能，从而可以让其应用在更多领域。目前功能化蚕丝的办法包括基因工程、染色和喂食法来制备彩色荧光蚕丝。已有研究人员利用基因工程将荧光蛋白基因导入家蚕体内，可以得到绿色、红色和橙色荧光的蚕丝。其虽然方法可行，但是费用高、效率低且操作复杂，导致该方法在实际应用中受到一定的限制。而早在20世纪初期，人们在蚕食中添加有色染料，通过喂食法，最终得到彩色蚕茧，这为后来采用喂食法生产功能蚕丝奠定了基础。然而，现有技术中，直接喂给蚕食TPE，虽然可以得到荧光蚕丝，但是将其处理成丝素溶液时，荧光会消失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种功能化蚕丝的制备方法，通过喂食法获得荧光蚕丝，且处理成丝素溶液后荧光依旧存在。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种功能化蚕丝的制备方法，包括以下步骤：(1)采用TPE原料制备获得TPE-NO2；(2)将TPE-NO2制备获得TPE-NH2；(3)将TPE-NH2制备获得TPE-NCO；(4)将TPE-NCO接到蚕丝蛋白上，合成得到TPE-SF蚕丝蛋白；(5)将TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕，得到蚕茧；(6)将蚕茧处理成丝素溶液，获得所述功能化蚕丝。本专利技术的有益效果在于：通过上述工艺设计，将TPE依次制成TPE-NO2、TPE-NH2，TPE-NH2再转化为TPE-NCO，然后再将TPE-NCO直接接在蚕丝蛋白上，得到TPE-SF蚕丝蛋白，利用该TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕食，可以更容易的进入蚕腺，产生预期的荧光蚕丝，并且处理成丝素溶液后荧光依旧存在。附图说明图1为本专利技术实施例的功能化蚕丝的制备方法中将制备的TPE-SF蚕丝蛋白喂蚕得到的蚕丝的荧光光谱；图2为本专利技术实施例的功能化蚕丝的制备方法中将制备的TPE-SF蚕丝蛋白喂蚕得到的蚕丝进行处理后得到的丝素溶液的荧光光谱；图3为将TPE直接喂蚕得到的蚕丝的荧光光谱；图4为将TPE直接喂蚕得到的蚕丝进行处理后得到的丝素溶液的荧光光谱。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：通过将TPE转化为TPE-NCO然后再接在蚕丝蛋白上，得到TPE-SF蚕丝蛋白，将该TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕食，可以更容易的进入蚕腺。本专利技术提供的功能化蚕丝的制备方法，包括以下步骤：(1)采用TPE原料制备获得TPE-NO2；(2)将TPE-NO2制备获得TPE-NH2；(3)将TPE-NH2制备获得TPE-NCO；(4)将TPE-NCO接到蚕丝蛋白上，合成得到TPE-SF蚕丝蛋白；(5)将TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕，得到蚕茧；(6)将蚕茧处理成丝素溶液，获得所述功能化蚕丝。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过上述工艺设计，将TPE依次制成TPE-NO2、TPE-NH2，TPE-NH2再转化为TPE-NCO，然后再将TPE-NCO直接接在蚕丝蛋白上，得到TPE-SF蚕丝蛋白，利用该TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕食，可以更容易的进入蚕腺，产生预期的荧光蚕丝，并且处理成丝素溶液后荧光依旧存在。而对于现有的直接喂给TPE蚕食，虽然可以得到荧光蚕丝，但处理成丝素溶液后，其荧光消失，说明TPE喂给蚕食，在蚕体内未进行化学键相连，只是普通混合。进一步的，步骤(1)具体为：将TPE、醋酸和二氯甲烷混合，于冰盐浴条件下将混合后的溶液冷却至-15℃，然后于混合后的溶液中加入浓硝酸，搅拌后获得TPE-NO2。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，TPE、醋酸按照质量比为1:4的比例与60-80ml质量分数为99.5％的二氯甲烷混合，浓硝酸采用20-24mmolde市售浓硝酸，搅拌具体可在-5℃至5℃条件下采用磁力搅拌的方式进行，搅拌时间为15-30min。进一步的，步骤(1)中，将搅拌后获得的固凝物用水进行至少一遍的洗涤，然后采用无水硫酸钠对洗涤后的固凝物进行干燥，再对干燥后的固凝物依次进行过滤、真空干燥和重结晶，获得TPE-NO2。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，搅拌后获得的固凝物可水洗三遍，无水硫酸钠的含量为5-20g，可采用甲醇将真空干燥后的固凝物在甲醇中进行重结晶。进一步的，步骤(2)具体为：将获得的TPE-NO2与的碳钯催化剂分别溶于无水乙醇中，搅拌后加入水合肼，并进行回流，然后冷却至25-40℃。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，采用质量百分浓度为8-12％的碳钯催化剂，TPE-NO2粉末与碳钯催化剂按照质量比为1:2-2.5的比例加入80-120ml无水乙醇中，搅拌于室温(25-40℃)下进行，搅拌时间为15-30min，再加入4-6ml体积百分浓度为78-82％的水合肼，回流时间为4-6h。进一步的，步骤(2)中，冷却后加入二氯甲烷，将加入二氯甲烷后的溶液通过硅藻土过滤；去除溶液中的溶剂，得到固体；将固体溶于二氯甲烷中，用水进行至少一遍的洗涤，然后采用无水硫酸钠进行干燥，再对干燥后的固凝物依次进行过滤、减压蒸发和重结晶。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，冷却后可加入20-40ml质量百分浓度为99.5％的二氯甲烷以稀释反应物，去除溶剂后的固体则溶于40-60ml质量百分浓度为99.5％的二氯甲烷中，然后水洗三次，无水硫酸钠的含量为5-20g，重结晶则选择采用甲醇进行。进一步的，步骤(3)具体为：将步骤(2)得到的TPE-NH2与三乙胺溶于二氯甲烷中，在冰浴条件下搅拌并冷却至0℃，再于溶液中加入三光气，搅拌至固体完全消失。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，采用质量百分浓度为99％的三乙胺，TPE-NH2与三乙胺按照质量比例为1:1.5-2的比例溶于40-60ml质量百分浓度为99.5％的二氯甲烷中，加入的三光气采用1-2mmol质量百分浓度为99％的三光气，加入三光气之后，搅拌时间为2-3h。进一步的，步骤(4)具体为：于步骤(3)得到的溶液中加入蚕丝蛋白粉，搅拌后，将搅拌后的溶液依次进行洗涤和干燥。由上述描述可知，作为一具体的工艺示例，蚕丝蛋白粉为市购(例如淘宝购物平台)的浓度为100％蚕丝蛋白粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)采用TPE原料制备获得TPE-NO

【技术特征摘要】
1.一种功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用TPE原料制备获得TPE-NO2；
(2)将TPE-NO2制备获得TPE-NH2；
(3)将TPE-NH2制备获得TPE-NCO；
(4)将TPE-NCO接到蚕丝蛋白上，合成得到TPE-SF蚕丝蛋白；
(5)将TPE-SF蚕丝蛋白喂给蚕，得到蚕茧；
(6)将蚕茧处理成丝素溶液，获得所述功能化蚕丝。


2.根据权利要求1所述的功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：将TPE、醋酸和二氯甲烷混合，于冰盐浴条件下将混合后的溶液冷却至-15℃，然后于混合后的溶液中加入浓硝酸，搅拌后获得TPE-NO2。


3.根据权利要求2所述的功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将搅拌后获得的固凝物用水进行至少一遍的洗涤，然后采用无水硫酸钠对洗涤后的固凝物进行干燥，再对干燥后的固凝物依次进行过滤、真空干燥和重结晶，获得TPE-NO2。


4.根据权利要求2或3所述的功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体为：将获得的TPE-NO2与的碳钯催化剂分别溶于无水乙醇中，搅拌后加入水合肼，并进行回流，然后冷却至25-40℃。


5.根据权利要求4所述的功能化蚕丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，冷却后加入二氯甲烷，将加入二氯甲烷后的溶液通过硅藻土过滤；去除溶液中的溶剂，得到固体；将固体溶于二氯甲烷中，用水进行至少一遍的洗涤，然后采用无水硫酸钠进行干燥，再对干燥后的固凝物依次进行过滤、减压蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：范云飞，林昶旭，王攀，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35