具体技术细节
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供噬菌体基复合纤维的制备方法，是由噬菌体作为主要纺丝原材料的复合纤维连续化制备方法，目的在于获得噬菌体基复合纤维，拓展噬菌体生物材料的应用场景，发挥噬菌体纳米材料的应用潜力。本发明制备的噬菌体复合纤维，具有优异的生物相容性、生物降解性、高的力学强度和优异的弹性性能，同时，利用噬菌体的杀菌作用可实现纤维材料的抗菌性能。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：本发明利用噬菌体表面丰富的氨基官能团和负电性特点，分别利用化学交联和静电复合制备噬菌体基复合纤维，具体包括以下步骤：
（1）将噬菌体与高分子溶液混合，控制其pH值，抑制噬菌体与高分子的相互作用，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到凝固浴中，解除噬菌体与高分子的抑制作用，纺丝液凝固成型，即得到所述噬菌体基复合纤维。
[0009] 优选的，噬菌体与高分子的质量比为1：10 10：1。~
[0010] 优选的，纺丝液浓度为1 50wt.%，纺丝液的pH值为3 7。~ ~
[0011] 优选的，所述噬菌体包括M13噬菌体、fd噬菌体、lf1噬菌体、p22噬菌体、T2噬菌体、T3噬菌体、T4噬菌体、T5噬菌体、T7噬菌体、PRD1噬菌体、MS2噬菌体、OM2噬菌体中的一种或多种。
[0012] 优选的，所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚四乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺中的一种或多种。
[0013] 优选的，当所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖时，其氧化度为5% 90%。~
[0014] 优选的，当所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖时，凝固浴2+ 2+ 2+ 3+ 2+ 3+ 2
为含有0.05 10wt.%金属离子的溶液，所述金属离子包括Ca 、Mn 、Fe 、Fe 、Zn 、Al 、Mg+ ~
，凝固浴的pH值为7 9。
~
[0015] 优选的，当所述高分子包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚四乙烯基吡啶、聚乙烯亚+ + + 2+ 2+胺中时，凝固浴为含有0.05 10wt.%盐离子的溶液，所述盐离子包括K、Na 、Li 、Mg 、Ca ，~
凝固浴的pH值为9 13。
~
[0016] 优选的，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为0.5min 24h。~
[0017] 本发明所述方法制备得到的噬菌体基复合纤维的断裂强度为0.01 50MPa，断裂伸~长率为1 1000%。
~
[0018] 本发明利用噬菌体蛋白质衣壳含有的氨基官能团和负电性，与高分子相互作用实现复合，通过改变噬菌体和高分子溶液的物理参数，抑制噬菌体与高分子间的作用，获得良好纺丝流体，相互作用包括化学键作用、配位键作用、静电作用和范德华力作用；通过改变凝固浴的溶液参数，解除噬菌体和高分子的抑制作用，通过化学成键反应和物理非共价作用，凝固成型，获得纤维，实现噬菌体基复合纤维的连续化制备。通过控制噬菌体和高分子组成、凝固浴参数、纤维成型固化时间，可获得不同物理性能的噬菌体基复合纤维。
[0019] 本发明提供了一种优选的方案：使用噬菌体和海藻酸钠作为生物材料，将海藻酸钠进行氧化处理获得含有醛基的氧化海藻酸钠，利用氧化海藻酸钠中的醛基和噬菌体中的氨基发生席夫碱反应，以及海藻酸钠与钙离子的物理交联特性，实现噬菌体的化学和物理交联。通过控制pH抑制席夫碱反应获得噬菌体和氧化海藻酸钠纺丝流体，将纺丝液挤出到可发生席夫碱反应和含有金属离子的凝固浴中，同步实现化学和物理交联，获得纤维材料，在纺丝过程中保持拉伸取向，使噬菌体在纤维轴方向具有良好的取向行为。控制海藻酸钠和噬菌体的量，控制凝固浴金属离子浓度和凝固时间，获得不同物理性能的纤维。
[0020] 具体的，先使用高碘酸钠将海藻酸钠进行氧化处理，获得含醛基的氧化海藻酸钠，醛基可以与噬菌体中的氨基发生席夫碱反应形成碳氮双键，席夫碱反应是一种可逆化学键，在pH值7 9间有利于成键，而在弱酸下不利于成键，利用席夫碱反应特性，将噬菌体与氧~化海藻酸钠在弱酸条件下（pH=5 7）制备纺丝液，具有良好的流动性，然后将纺丝液挤入到~
pH=7 9的含金属离子的凝固浴中，噬菌体中的氨基和氧化海藻酸钠中醛基反的应形成化学~
交联，此外，海藻酸钠中的羧基官能团可与金属离子配位，形成金属配位结构的物理交联，由此共价/非共价双重作用力获得所述纤维。
[0021] 本发明提供了另一种优选的方案：利用噬菌体的负电性与带有正电荷的高分子实现静电复合纺丝，控制pH值屏蔽噬菌体和高分子间的静电作用，获得具有良好流动性的纺丝溶液，控制pH值和盐离子浓度解除噬菌体和高分子间的静电屏蔽作用，挤出到凝固浴中复合成型，实现噬菌体基复合纤维的连续化制备。
[0022] 具体的，利用噬菌体负电性与带有正电的高分子材料（优选聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚四乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺）进行复合纺丝，获得高分子静电复合物纤维；噬菌体可在高盐离子浓度下稳定存在，其负电性主要来自表面的羧基官能团，将噬菌体和高分子分散在pH=4 6的溶液中，使噬菌体表面以羧基形式存在，抑制噬菌体与高分子间的静电作用，~获得纺丝流体，然后将纺丝液挤入到pH=9 13的凝固浴中，使噬菌体与高分子间形成静电作~
用，纤维成型，获得噬菌体基复合纤维。
[0023] 本发明的机理如下：本发明以噬菌体作为主原料，利用噬菌体表面丰富的氨基官能团和表面负电性特点，通过化学反应形成的共价键及物理非共价键作用与高分子材料复合成型，获得噬菌体/高分子复合纤维材料。文献报道，噬菌体表面丰富的氨基可与醛基发生席夫碱反应，能够实现噬菌体的化学交联（Nat. Commun.2022,13, 7158.），将海藻酸钠通过氧化处理获得富含醛基的氧化海藻酸钠，可实现噬菌体的高效交联。海藻酸钠可与金属离子形成强的配位作用，研究中常使用金属离子与海藻酸钠物理交联增强水凝胶材料的力学强度（Nat. Commun.2022,13, 3019.），本发明研究表明，将海藻酸钠溶液挤出到含有金属离子的溶液中会凝固成型，获得纤维。因此，将噬菌体与氧化海藻酸钠通过席夫碱反应进行化学交联，同时利用金属离子与海藻酸钠配位作用固化成型，获得纤维，具有较高的可行性和创新性。
[0024] 此外，噬菌体的负电特性，可与带正电荷的高分子材料通过静电作用相结合，噬菌体表面富有羧基官能团，提供高密度的静电复合位点，研究表明，带有负电荷的高分子和带有正电荷的高分子相遇时会从溶液中析出（Chin. J. Chem.2020,38, 465. ；ACS Appl. Mater. Interfaces2023,15, 7639.），因此，利用噬菌体负电性与带有正电荷的高分子进行复合可连续获得纤维材料。
[0025] 与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：通过控制噬菌体和高分子组成，可获得性能差异的噬菌体基复合纤维，所述噬菌体基复合纤维具有良好的断裂强度（断裂强度0.01 50MPa），断裂伸长率（1 1000%），弹性性~ ~
能（弹性回复率80 99%），对细胞无毒性，具有良好的生物相容性和生物可降解性，依据降解~
环境和纤维的不同，可在5 100天内实现可控降解，利用噬菌体的杀菌作用可实现纤维材料~
的抗菌性能，所述纤维在生物医用材料领域具有广阔的应用前景。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权1项，从权-1项
1.一种噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将噬菌体与高分子溶液混合，控制其pH值，抑制噬菌体与高分子的相互作用，制备纺丝液；
（2）将纺丝液挤出到凝固浴中，解除噬菌体与高分子的抑制作用，纺丝液凝固成型，即得到所述噬菌体基复合纤维。
2.根据权利要求1所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，噬菌体与高分子的质量比为1：10 10：1。
~
3.根据权利要求2所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，纺丝液浓度为1~
50wt.%，纺丝液的pH值为3 7。
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4.根据权利要求1所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述噬菌体包括M13噬菌体、fd噬菌体、lf1噬菌体、p22噬菌体、T2噬菌体、T3噬菌体、T4噬菌体、T5噬菌体、T7噬菌体、PRD1噬菌体、MS2噬菌体、OM2噬菌体中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚四乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，当所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖时，其氧化度为5% 90%。
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7.根据权利要求6所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，当所述高分子包括氧化海藻酸钠、氧化透明质酸、氧化壳聚糖时，凝固浴为含有0.05 10wt.%金属离子的溶~
2+ 2+ 2+ 3+ 2+ 3+ 2+
液，所述金属离子包括Ca 、Mn 、Fe 、Fe 、Zn 、Al 、Mg ，凝固浴的pH值为7 9。
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8.根据权利要求5所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，当所述高分子包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚四乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺中时，凝固浴为含有0.05~
+ + + 2+ 2+
10wt.%盐离子的溶液，所述盐离子包括K、Na、Li、Mg 、Ca ，凝固浴的pH值为9 13。
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9.根据权利要求7或8所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述纤维浸泡在凝固浴的时间为0.5min 24h。
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10.根据权利要求1所述的噬菌体基复合纤维的制备方法，其特征在于，所述噬菌体基复合纤维的断裂强度为0.01 50MPa，断裂伸长率为1 1000%。
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