[0001] 本发明属于复合纤维制备技术领域，具体涉及噬菌体基复合纤维的制备方法，是一种由噬菌体作为主要纺丝原材料的连续化纤维制备方法。

[0002] 生物材料，如蚕丝蛋白、蛛丝蛋白、壳聚糖、海藻酸钠、聚多巴胺等，具有绿色再生、可降解、生物相容性好等特点，在生物医药、食品领域获得广泛关注，将生物材料进行化学或物理改性被广泛应用于伤口愈合、生物电子设备、柔性传感、人工组织等方向，生物材料的研究和应用引起广大科学家的兴趣（Nat. Rev. Mater.2021,6, 1175）。

[0003] 噬菌体是一种细菌病毒，具有杀菌作用，其最早被发现于痢疾杆菌中，并被d’Herelle命名为噬菌体（Bacteriophage），此后噬菌体常被用来杀菌，但随着抗生素的发现和应用，噬菌体的杀菌作用被忽视。近年来，因抗生素滥用受到医用限制，噬菌体的杀菌作用被逐渐重视（Science1985,228, 1315）。George Smith教授于1985年发明了噬菌体展示技术，可将不同功能的多肽或蛋白质展示到噬菌体表面，实现噬菌体的生物功能化以及功能肽和蛋白质的筛选，此技术获得了2018年诺贝尔奖，由此，更多有关噬菌体的研究趋于热门。

[0004] 噬菌体有多种类型，有纤维状、球状、及复杂的头尾形状，噬菌体内含有DNA或RNA，并被蛋白质包裹，噬菌体的蛋白质衣壳赋予噬菌体稳定的结构，可在宽范围的pH、温度、以及盐浓度下稳定存在。噬菌体蛋白质衣壳含有可参与化学反应的氨基、羧基、酚羟基、巯基等官能团，含有可形成分子间氢键的氢键给体和氢键受体，因此，噬菌体具有优异的改性条件，通过化学或/和物理修饰可获得复杂功能的纳米材料，对人工材料或生物分子具有特异亲和性（EMBO Rep.2019,20,e47427）。研究表明，经改性或修饰后的噬菌体作为生物纳米材料用于电池、数据储存、传感器、生物应用材料、纳米医药、显像剂等领域，具有广泛的应用前景（Nat. Commun.2022,13, 7158）。

[0005] 噬菌体具有成熟的制备技术，可以实现大批量制备，将噬菌体进行化学或物理交联可获得特定形体的材料。Hosseinidoust等人将M13噬菌体与牛血清白蛋白混合后通过戊二醛交联获得水凝胶材料，所获凝胶材料表现出液晶特性和自愈性，将其制备成纳米凝胶形状可用作吸入式抗菌喷雾，表现出良好的杀菌作用（Nat. Commun.2022,13, 7158）。Zhang等人通过化学手段在噬菌体上引入可与聚合物交联的分子，将噬菌体与聚合物混合获得了噬菌体水凝胶材料，所获凝胶材料表现出一定的可注射性（ACS Macro Lett.2015,
4, 1215.）。但是，噬菌体为半柔性的纳米结构，在剪切力作用下难以保持有序性，较难获得稳定的流体和形状均匀的纤维。当前报道的噬菌体纤维多是在毛细管中成胶后再取出获得，不具有制备连续性（Polym. Chem.2022,13, 5200.）。Belcher等人将高浓度的噬菌体挤出到戊二醛溶液中，通过戊二醛交联噬菌体并固化成型，获得长约13cm的噬菌体纤维，所获纤维表现出与聚合物相似的力学性能和韧性，证明了由噬菌体获得的纤维具有一定的应用潜力，但是此方法仍不具备纤维的连续化制备（Adv. Mater.2007,19, 826）。近年来，使用噬菌体作为纳米平台或材料构筑模块制备了一系列的生物纳米材料，并将其应用于药物递送、肿瘤治疗、组织再生、抗菌等领域，而对于噬菌体的加工成型研究（如纤维材料制备）少有报道。但是，纤维材料具有良好的柔性，可通过编织等技术进一步加工成具有一定体积和形状的织物或支架，而进一步获得更优的物理性能，具有潜在的功能和应用前景，使用噬菌体获得不同性能的纤维材料，具有较高的应用价值。

[0006] 《2022年全球工程前沿》报告指出，生物适配是生物医用材料在生物安全和生物相容性基础上的未来重要发展方向，生物适配强调材料在时间和空间维度上与人体组织相适应的过程，主要表现为多功能化、智能化、高新化。使用噬菌体制备纤维材料具有良好的生物相容性，可有效模仿人体组织的多层次纤维结构，将噬菌体经过系列改性可获得与组织相适应、相匹配的良好生物医用材料。因此，将噬菌体通过先进纺丝技术获得噬菌体基复合纤维，拓展生物材料和医用材料种类，发展生物医学新方法，支撑生命健康发展需求，发展新一代功能医用材料，具有重要的意义。

[0027] 下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0028] 实施例1本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化海藻酸钠，氧化度在5%，将M13噬菌体和氧化海藻酸钠按质量比1：1混合，制备纺丝液，浓度为10wt.%，溶液pH=5，抑制氧化海藻酸钠中醛基与M13噬菌体中氨基反应；
2+
（2）将M13噬菌体/氧化海藻酸钠纺丝液挤出到含有Ca ，浓度为5wt.%的pH=8的凝
2+
固浴中，纺丝液进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与海藻酸钠中的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为2h。

[0029] 所获纤维的断裂强度10MPa，断裂伸长率200%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0030] 实施例2本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化透明质酸，氧化度在25%，将T7噬菌体和氧化透明质酸按质量比10：1混合，制备纺丝液，浓度为10wt.%，溶液pH=5，抑制氧化透明质酸中醛基与T7噬菌体中氨基反应；
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（2）将T7噬菌体/氧化透明质酸纺丝液挤出到含有Ca ，浓度为5wt.%的pH=8的凝固
2+
浴中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与氧化透明质酸的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为5h。

[0031] 所获纤维的断裂强度20MPa，断裂伸长率300%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0032] 实施例3本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化壳聚糖，氧化度在50%，将T2噬菌体和氧化壳聚糖按质量比10：1混合，制备纺丝液，浓度为10wt.%，溶液pH=5，抑制氧化壳聚糖中醛基与T2噬菌体中氨基反应；
2+
（2）将T2噬菌体/氧化壳聚糖纺丝液挤出到含有Ca ，浓度5wt.%的pH=8的凝固浴
2+
中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与氧化壳聚糖的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为15h。

[0033] 所获纤维的断裂强度20MPa，断裂伸长率300%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0034] 实施例4本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化海藻酸钠、氧化透明质酸，氧化度在30%，将M13噬菌体和氧化海藻酸钠、氧化透明质酸按质量比10：1：1混合，制备纺丝液，浓度10wt.%，溶液pH=6，抑制氧化海藻酸钠、氧化透明质酸中醛基与M13噬菌体中氨基反应；
2+
（2）将M13噬菌体/氧化海藻酸钠、氧化透明质酸纺丝液挤出到含有Fe ，浓度5wt.%
2+
的pH=9的凝固浴中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Fe 与氧化海藻酸钠、氧化透明质酸中的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为20h。

[0035] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率700%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0036] 实施例5本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化海藻酸钠，氧化度在70%，将M13噬菌体和氧化海藻酸钠按质量比10：1混合，制备纺丝液，浓度20wt.%，溶液pH=5，抑制氧化海藻酸钠中醛基与M13噬菌体中氨基反应；
2+
（2）将M13噬菌体/氧化海藻酸钠纺丝液挤出到含有Ca ，浓度10wt.%的pH=9的凝固
2+
浴中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与海藻酸钠中的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为24h。

[0037] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率100%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0038] 实施例6本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化海藻酸钠，氧化度在5%，将M13噬菌体、T7噬菌体和氧化海藻酸钠按质量比1：1：4混合，制备纺丝液，浓度10wt.%，溶液pH=5，抑制氧化海藻酸钠中醛基与M13噬菌体、T7噬菌体中氨基反应；
2+
（2）将M13噬菌体/T7噬菌体/氧化海藻酸钠纺丝液挤出到含有Ca ，浓度5wt.%的pH
2+
=8的凝固浴中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与海藻酸钠中的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为24h。

[0039] 所获纤维的断裂强度25MPa，断裂伸长率500%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0040] 实施例7本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）使用氧化度在30%的氧化海藻酸钠和聚乙烯亚胺，将M13噬菌体、氧化海藻酸钠、聚乙烯亚胺按质量比20：1：1混合，制备纺丝液，浓度15wt.%，溶液pH=5，抑制氧化海藻酸钠中醛基与M13噬菌体和聚乙烯亚胺中氨基反应；
2+
（2）将M13噬菌体/氧化海藻酸钠、聚乙烯亚胺纺丝液挤出到含有Ca ，浓度10wt.%
2+
的pH=9的凝固浴中，纺丝流体进入凝固浴后引发席夫碱反应，形成共价键交联，Ca 与氧化海藻酸钠中的羧基形成配位键，纺丝流体凝固成型获得纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为
24h。

[0041] 所获纤维的断裂强度40MPa，断裂伸长率200%，具有良好的生物相容性和可降解性。

[0042] 实施例8本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将M13噬菌体分与聚二烯丙基二甲基氯化铵混合，质量比1：1，浓度10wt.%，调节溶液pH=6，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=9，含有3wt.%氯化钠的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为10h。

[0043] 所获纤维的断裂强度20MPa，断裂伸长率80%。

[0044] 实施例9本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将M13噬菌体分与聚四乙烯基吡啶混合，质量比1：1，浓度10wt.%，调节溶液pH=
5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=10，含有5wt.%氯化钠的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为10h。

[0045] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率50%。

[0046] 实施例10本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将T2噬菌体分与聚乙烯亚胺混合，质量比1：1，浓度10wt.%，调节溶液pH=5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=10，含有5wt.%氯化钠的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为20h。

[0047] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率77%。

[0048] 实施例11本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将M13噬菌体与聚乙烯亚胺混合，质量比10：1，浓度10wt.%，调节溶液pH=5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=9，含有5wt.%氯化钠的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为20h。

[0049] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率80%。

[0050] 实施例12本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将PRD1噬菌体分与聚乙烯亚胺、聚四乙烯基吡啶混合，质量比1：1：1，浓度
10wt.%，调节溶液pH=5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=10，含有5wt.%氯化钠的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为20h。

[0051] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率77%。

[0052] 实施例13本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将T7噬菌体分与聚乙烯亚胺、聚四乙烯基吡啶、聚二烯丙基二甲基氯化铵混合，质量比5：3：2：2，浓度10wt.%，调节溶液pH=5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=10，含有10wt.%氯化钙的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为10h。

[0053] 所获纤维的断裂强度30MPa，断裂伸长率20%。

[0054] 实施例14本发明所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将fd噬菌体分与聚乙烯亚胺、聚四乙烯基吡啶、聚二烯丙基二甲基氯化铵混合，质量比5：3：2：2，浓度10wt.%，调节溶液pH=5，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到pH=10，含有10wt.%氯化钙的盐溶液中，凝固成型，获得由静电作用成型的纤维，纤维浸泡在凝固浴的时间为10h。

[0055] 所获纤维的断裂强度33MPa，断裂伸长率20%。