[发明专利]一种基于磁性可回收纳米抗菌剂的胶原净化及防腐方法

说明书

本发明公开了一种基于磁性可回收纳米抗菌剂的胶原净化及防腐方法。该方法使用表面共价接枝有乙烯基化氟喹诺酮抗菌剂和丙烯酸的磁性纳米颗粒对胶原溶液进行杀菌防腐处理，这种纳米抗菌剂抗菌活性强、抗菌谱广，在杀菌防腐处理完毕后，还可利用外加磁场将其彻底分离、回收，被净化后的胶原溶液中无抗菌剂分子残留，天然胶原的结构及生物活性得到了最大程度的保留。

技术领域

本发明涉及一种基于磁性可回收纳米抗菌剂的胶原净化及防腐方法，属于生物质材料领域。

背景技术

胶原蛋白是动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25%～30%，与组织的形成、成熟、细胞间信息的传递，以及关节润滑、伤口愈合、钙化作用、血液凝固和衰老等有着密切的关系。目前，胶原蛋白凭借其低免疫原性、生物相容性、有利于细胞贴附和迁移、可降解及凝血性等优异性能已成为生物科技产业最关键的原材料之一，在生物医学、化妆品、食品工业等领域均有着广泛应用。

然而，受自身结构因素的影响，天然胶原蛋白极易受到细菌、霉菌等微生物侵蚀。微生物在生长繁殖的过程中，会酶解胶原蛋白产生杂质，降低胶原蛋白制品品质，使胶原蛋白失去活性。除此之外，微生物的不断增殖和代谢极易导致胶原制品中微生物内毒素含量增加。因此，基于胶原蛋白质的制品，尤其是应用于生物医药领域的胶原蛋白制品在制备期间必须作杀菌、防腐处理。

将小分子抗菌剂（如氯仿、苯甲酸钠、山梨酸钾等）添加至胶原溶液中是目前最常用、最有效的胶原蛋白净化防腐方法。然而，这些小分子抗菌剂或多或少存在生理毒性，一旦被添加至胶原溶液中，将无法从胶原溶液中彻底分离、回收，一部分有毒的小分子抗菌剂将永久存在于胶原溶液中，影响胶原蛋白自身优异的生物相容性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于磁性可回收纳米抗菌剂的胶原净化及防腐方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下（其中所述物料的份数均为重量份数）：

（1）磁性可回收纳米抗菌剂的制备：

（1.1）表面含双键的磁性纳米颗粒的制备：将1-10份磁性纳米颗粒分散于150-200份乙醇体积分数为90%的水溶液中，然后滴加2-8份硅烷偶联剂，并于室温下搅拌20-50分钟；然后滴加4-16份引发剂，同时升温至40-60℃反应4-8小时，获得的产物用磁铁进行分离并用无水乙醇反复洗涤，烘干至恒重后即得表面含双键的磁性纳米颗粒；

（1.2）氟喹诺酮乙烯基化：将氟喹诺酮10-20份、催化剂4-8份与溶剂300-500份混合均匀，于0-5℃搅拌30-60分钟，随后在持续搅拌和惰性气体保护下滴加乙烯基化试剂4-8份，滴加完毕后升温至20-35℃反应1-2.5小时；反应完毕后，将以上混合物倒入沉淀剂中，产物经反复水洗、烘干即得乙烯基化氟喹诺酮；

（1.3）磁性可回收纳米抗菌剂的制备：将5-10份表面含双键的磁性纳米颗粒分散于300-500份溶剂中，在持续搅拌和惰性气体保护下加入0.7-1.2份引发剂，在20-40℃下搅拌10-30分钟后滴加4-8份乙烯基化氟喹诺酮和30-40份丙烯酸，滴加完毕后升温至40-80℃反应20-30小时，反应结束后，产物用磁铁分离并用浓度为0.05-1mol/L的碱水溶液反复洗涤，烘干至恒重，得到磁性可回收纳米抗菌剂；

（2）胶原的净化及防腐处理：以无菌操作在100份浓度小于或等于1mg/mL的胶原溶液中加入0.3-3份以上制得的磁性可回收纳米抗菌剂，并在室温条件下搅拌1-3小时，然后用磁铁将抗菌剂吸附、分离、回收，最后以无菌操作将净化后的胶原溶液密封并保存。

以上方法中步骤（1.1）所述磁性纳米颗粒为粒径为10-50nm的Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃中一种或多种。