一种植物多糖纳米纤维膜及其制备方法和应用

本发明属于纳米技术与生物医药的交叉领域，具体涉及一种植物多糖纳米纤维膜及其制备方法和应用。背景技术：1、纳米纤维，因其高孔隙率和高比表面积，已成为药物递送、生物医药、过滤、能源电池和催化领域的关键材料。其中，静电纺丝作为一种高效制备纳米纤维的方法，利用强电场对聚合物溶液或熔体进行喷射纺丝，为纳米纤维的规模化生产提供了可能。然而，尽管静电纺丝在多个领域已有广泛应用，但在化妆品领域，特别是作为面膜成分的应用，尚处于初级阶段。2、化妆品面膜作为护肤的重要产品，对于保湿补水、抗炎抗氧化、抗衰老等功效有着持续的需求。植物多糖，作为一类天然高分子物质，因其出色的保湿、抗炎和抗衰老效果，在化妆品领域或生药医药领域具有巨大的应用潜力。伤口按照愈合时间长短可分为急性伤口和慢性伤口，由糖尿病、肿瘤等导致的慢性伤口往往经久不愈，在自然伤口愈合过程中，污染病原体会在皮肤损伤部位定植。构成伤口部位皮肤微生物群的细菌可以防止病原体的定植。然而当致病菌超过临界水平并产生相当多的生物膜时，愈合过程就会延迟。因此，使用适当的抗菌相关伤口敷料来预防细菌感染，并有助于自然伤口愈合过程是必要的。将具有抗菌功效的植物多糖负载于纳米纤维膜中有望成为一种新型伤口敷料，促进伤口愈合。然而，由于植物多糖不具备可纺性，其在静电纺丝技术中的应用一直受到限制。3、目前，静电纺丝技术主要选用天然或发酵类聚合物作为主要材料，如壳聚糖和发酵类菌多糖。尽管这些材料在静电纺丝面膜的制备中表现出一定的效果，但仍有很大的空间去探索更多天然、绿色的纺丝材料。技术实现思路1、为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种植物多糖纳米纤维膜。本发明针对植物多糖的可纺性问题进行了深入研究，成功解决了植物多糖在静电纺丝中的应用难题。2、本发明的另一目的在于提供上述方法植物多糖纳米纤维膜的制备方法。3、本发明的再一目的在于提供上述植物多糖纳米纤维膜的应用。4、本发明目的通过以下技术方案实现：5、一种植物多糖纳米纤维膜，所述纳米纤维膜由以下组分构成：植物多糖、超分子溶剂、水和聚乙烯醇纤维；在纳米纤维膜中，植物多糖的质量含量为1％～20％，超分子溶剂的质量含量为2％～60％，聚乙烯醇纤维的质量含量为4％～20％，水的质量含量为30％～90％。6、优选地，所述植物多糖的分子量范围为5kda至100kda。7、优选地，所述植物多糖包括凉粉草多糖、阳春砂多糖、银线草多糖、铁皮石斛多糖、肉桂多糖、海藻多糖、淀粉类多糖等中的至少一种。8、优选地，所述超分子溶剂的制备方法包括：将氢键供体与氢键受体按一定的比例混匀，在30℃至90℃的温度下加热搅拌，直至形成均一稳定的透明液体；随后真空干燥6-48小时，使用时按10％至60％(w/w)的含水量进行配制。9、更优选地，所述氢键供体为苹果酸、乳酸、β-丙氨酸、甘油、l-脯氨酸、甜菜碱或氯化胆碱；所述氢键受体为l-脯氨酸、甜菜碱、d-(+)-葡萄糖或柠檬酸；且所述氢键供体与氢键受体的摩尔比为(1～6):1。10、所述超分子溶剂不仅具有良好的溶解性，还能增强植物多糖的功效。11、上述植物多糖纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：将植物多糖、超分子溶剂、水和聚乙烯醇纤维混合制成纺丝液，然后通过静电纺丝技术制备得到复合纳米纤维膜；12、所述纺丝液中，植物多糖的质量含量为1％～20％，超分子溶剂的质量含量为2％～60％，聚乙烯醇纤维的质量含量为4％～20％，水的质量含量为30％～90％。13、优选地，所述的纺丝液的制备包括以下步骤：将植物多糖溶解在超分子溶剂中12～72小时；溶解饱和后，离心取上清液；将上清液与蒸馏水按比例混合；加入聚乙烯醇纤维，室温下溶胀4至24小时；以200至500转/分的速度搅拌8至24小时，直至形成澄清透明的混合物；最后通过超声处理去除气泡，得到纺丝液。14、所述植物多糖按照植物多糖与超分子溶剂的质量比为1：(20～100)溶解在超分子溶剂中，制备上清液。15、更优选地，所述上清液中总糖含量为40％～70％；所述上清液与蒸馏水按1：30～90的质量比混合。16、优选的，所述静电纺丝的具体条件为：针头与收集板之间的距离为10～20cm，纺丝电压为10～30kv，每张纳米纤维膜的纺丝时间为0.1～24h，正电压为5～20kv，负电压为1～12kv，推进速度为0.1～1ml/h，纺丝温度为20～40℃。17、上述植物多糖纳米纤维膜可应用于化妆品领域或生物医药领域。18、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：19、1、多糖本身不具备可纺性，尤其植物多糖难以附着于静电纺丝上。本发明针对植物多糖的可纺性问题进行了深入研究，创造性地解决了植物多糖的可纺性问题，让多糖作为纳米材料应用成为可能，成功解决了植物多糖在静电纺丝中的应用难题。20、2、本发明采用静电纺丝技术，制备得到的纳米纤维膜具有高孔隙率和高比表面积，能够更有效地发挥植物多糖的功效；结合超分子溶剂的使用，不仅提高了纺丝溶液的纺丝性能，还增强了植物多糖的渗透性和功效。21、通过将植物多糖作为一种天然绿色的纺丝材料，所制备的纳米纤维膜无毒无害、绿色天然、安全有效。本发明不仅拓展了植物多糖在化妆品领域的新应用，而且为开发具有保湿补水、抗炎抗氧化、抗衰老等功效的天然绿色面膜提供了新的思路。22、3、本发明制备工艺简单，可操作性强，易于实现规模化生产。23、4、本发明所述纳米纤维膜具有高孔隙率和高比表面积，能够负载更多的植物多糖，从而增强其保湿补水、抗炎抗氧化、抗衰老等功效，在生物医药领域，特别是在透皮给药系统和皮肤护理产品中具有应用价值。24、本发明还可应用于开发天然绿色植物多糖伤口敷料，为医疗领域提供了新的解决方案，为植物多糖的多元化应用提供了新的途径，具有重要的创新和借鉴意义。技术特征：1.一种植物多糖纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜由以下组分构成：植物多糖、超分子溶剂、水和聚乙烯醇纤维；在纳米纤维膜中，植物多糖的质量含量为1％～20％，超分子溶剂的质量含量为2％～60％，聚乙烯醇纤维的质量含量为4％～20％，水的质量含量为30％～90％。2.根据权利要求1所述的一种植物多糖纳米纤维膜，其特征在于，所述植物多糖的分子量范围为5kda～100kda。3.根据权利要求1所述的一种植物多糖纳米纤维膜，其特征在于，所述植物多糖包括凉粉草多糖、阳春砂多糖、银线草多糖、铁皮石斛多糖、肉桂多糖、海藻多糖、淀粉类多糖中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种植物多糖纳米纤维膜，其特征在于，所述超分子溶剂的制备方法包括：将氢键供体与氢键受体按比例混匀，在30℃至90℃的温度下加热搅拌，直至形成均一稳定的透明液体；随后真空干燥6-48h，使用时按10％至60％(w/w)的含水量进行配制。5.根据权利要求4所述的一种植物多糖纳米纤维膜，其特征在于，所述氢键供体为苹果酸、乳酸、β-丙氨酸、甘油、l-脯氨酸、甜菜碱或氯化胆碱；所述氢键受体为l-脯氨酸、甜菜碱、d-(+)-葡萄糖或柠檬酸；所述氢键供体与氢键受体的摩尔比为(1～6):1。6.权利要求1～5任一项所述植物多糖纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将植物多糖、超分子溶剂、水和聚乙烯醇纤维混合制成纺丝液，然后通过静电纺丝技术制备得到复合纳米纤维膜；7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的纺丝液的制备包括以下步骤：将植物多糖溶解在超分子溶剂中12～72小时；溶解饱和后，离心取上清液；将上清液与蒸馏水按比例混合；加入聚乙烯醇纤维，室温下溶胀4至24小时；以200至500转/分的速度搅拌8至24小时，直至形成澄清透明的混合物；最后通过超声处理去除气泡，得到纺丝液。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，按照植物多糖与超分子溶剂的质量比为1：(20～100)将所述植物多糖溶解在超分子溶剂中，制备上清液。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述静电纺丝的具体条件为：针头与收集板之间的距离为10～20cm，纺丝电压为10～30kv，每张纳米纤维膜的纺丝时间为0.1～24h，正电压为5～20kv，负电压为1～12kv，推进速度为0.1～1ml/h，纺丝温度为20～40℃。10.权利要求1～5任一项所述植物多糖纳米纤维膜在化妆品领域和生物与医药中的应用。技术总结本发明涉及一种植物多糖纳米纤维膜及其制备方法和应用。所述纳米纤维膜由以下组分构成：植物多糖、超分子溶剂、水和聚乙烯醇纤维。多糖本身不具备可纺性，尤其植物多糖难以附着于静电纺丝上，本发明创造性地解决了植物多糖的可纺性问题，让多糖作为纳米材料应用成为可能，拓展了植物多糖在化妆品和生物医药领域的应用；采用静电纺丝技术，制备得到的纳米纤维膜具有高孔隙率和高比表面积，能够更有效地发挥植物多糖的功效；本发明不仅为植物多糖在纳米科技和生物医药领域的应用开辟了新途径，也为提升超分子溶剂和静电纺丝技术在相关领域的实用价值提供了重要参考。技术研发人员：赵志敏,詹秉矜奉,李文凤,彭子婧,朱龙平受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/8/13