[发明专利]一种静电纺丝制备抗菌纳米纤维复合膜的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术和生物材料领域，具体涉及一种静电纺丝制备抗菌EGCG_Cu(II)/PVA纳米纤维复合膜的方法及其应用。

背景技术

儿茶素是茶叶中富含多烃基的酚性物质-茶多酚的主要成分，EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）是茶叶中含量最多的儿茶素，具有抗菌抑菌作用。EGCG由于具有多个酚羟基的特殊结构且具有较强的酸碱缓冲能力，使其在与金属离子相遇时，极易与金属离子发生吸附和络合作用，形成络合物。日本学者Kimura等人发现在铜离子存在下茶多酚的杀菌效果明显增加。

静电纺丝是一种具有广阔应用前景的纳米材料制备技术，其设备价格低廉、制备工艺简单，能够制备具有极大体积比表面积的纳米纤维丝，因此受到广泛的关注。已经有报道利用静电纺丝技术将聚合物与金属颗粒、蛋白质和一些无机材料混纺，到目前为止有关聚合物与茶叶中组分的混纺制备纳米纤维膜未见报道。

上述研究未对茶多酚中的有效成分及络合反应进行深入研究，同时儿茶素与铜离子形成的络合物在溶液中不稳定，易发生氧化还原反应，从而影响其在生物医学领域的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种静电纺丝制备抗菌EGCG_Cu(II)/PVA纳米纤维复合膜的方法及其应用。

本发明提出的静电纺丝制备抗菌EGCG_Cu(II)/PVA纳米纤维复合膜的方法，具体步骤如下： 

(1)分别称取硫酸铜和EGCG，用蒸馏水溶解，在充分搅拌条件下，将硫酸铜溶液滴加到EGCG溶液中，控制EGCG与Cu²的摩尔比为1:1-1:4，在22-30℃温度下，用碱性溶液调节溶液的pH值为5.0-8.0；

(2)称取PVA（聚乙烯醇）溶于蒸馏水中，加入步骤(1)所得溶液，控制PVA浓度为5-12%（w/v, g/ml），EGCG的浓度为0.05×10^-3-4×10^-3 mol/l，CuSO₄溶液的浓度为0.1×10^-3-10×10^-3 mol/l；室温下磁力搅拌1-4h，得到纺丝溶液；

(3)将步骤(2)所得纺丝溶液吸入20ml注射器，装上直径0.6-1.2mm针头，调整针头到接收器的距离为5-20cm，调节电压在10-20kv，纺丝溶液流速控制在0.5-6ml/h，纺丝2h，78-82℃下真空干燥2-8h，即得到所需产品。

本发明中，所述碱性溶液为10％Na₂CO₃或1mM NaOH。

本发明提出的静电纺丝制备抗菌EGCG_Cu(II)/PVA纳米纤维复合膜作为杀菌抑菌材料的应用，具体方法为：

(1)菌体培养、离心和收集菌体细胞，用磷酸盐缓冲液重悬细胞，再将纳米纤维复合膜放入反应液中，28-37℃，摇床转速100-250 r/min，反应2-8h；

(2)离心收集菌体，观察。

具体的，本发明中所用大肠杆菌Esehedchia coli 为DH5α。

具体的，所述方法如下：

(1) 斜面培养：取常规适用于E.coli的斜面培养基，接种，37℃斜面培养6-12h，作为斜面。

(2) 菌体培养：取常规适用于E.coli的液体培养基，从斜面接种到液体培养基中，37℃摇床转速100-250 r/min，培养4-12h，收集菌体。

本发明优点在于：

本发明对EGCG与Cu²⁺的络合反应条件进行了优化。

本发明采用聚合物与EGCG_Cu(II)复合物共纺技术制备纳米纤维膜，为静电纺丝技术的一项新的应用。

本发明采用的聚合物具有高水溶性，低毒和生物相容性好等优点，所加药物是天然提取物，该复合膜最终能够降解，对环境污染小，是一种环保的工艺。

本发明的工艺简单，条件温和，操作简便，成本低廉，产品可重复利用，适合于大规模工业生产。

本发明制备的纳米纤维复合膜具有较好的韧性和生物相容性，在生物材料领域有较为广阔的应用前景。

附图说明

图1为EGCG与Cu(II)摩尔比为1:1时的吸收光谱图。

图2为EGCG与Cu(II)摩尔比为1:2时的吸收光谱图。

图3为EGCG与Cu(II)摩尔比为1:3时的吸收光谱图。

图4为溶液的pH为7.4时吸收光谱图。