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蚕丝素作为生物材料的应用正逐步增多，为扩展蚕丝素在生物材料领域的应用，需要对其进行化学改性以提高其各项性能。而丝素在有机溶剂中的难溶性、分子中可利用基团的低反应活性导致其化学改性并不易进行。
为使丝素易于改性，并提高其血液相容性：(1)采用离子液体为溶剂，使改性反应在均相体系中进行；(2)选择含有高活性基团的双官能团化合物，使之与丝素中低反应活性的酚羟基充分反应，从而在丝素分子中引入数量较多的易反应的活性基团；(3)进一步，将活性基团大大增多的丝素进行肝素化、类肝素硫酸酯化，从而提高丝素的血液相容性。最后，此研究将探索改性后丝素的结构与其血液相容性的关系。
肝素化改性通过两种方法进行，即丝素粉体与肝素的直接共价接枝和丝素在离子液体中引入活性官能团异氰酸酯基后再与肝素进行键合。具体如下：其一，将丝素经1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化后，与肝素钠直接进行共价接枝以对丝素进行肝素化改性；方法二采用两步反应，首先将不溶性丝素粉体用离子液体溶解后和具有高反应活性的六亚甲基二异氰酸酯反应得到SF-NCO，使其引入具有高反应活性的异氰酸酯基，然后将异氰酸酯化改性后的丝素与肝素在二丁基二月桂酸锡的催化作用下反应，得到与肝素共价键合的改性丝素粉体。通过元素分析和甲苯胺蓝分光光度法测定肝素含量的测定，可知道丝素经异氰酸酯基活化后能接枝更多量的肝素，即通过在SF中先引入高活性的异氰酸酯基，有利于丝素的肝素化改性。同时肝素的释放曲线表明，经异氰酸酯活化后的丝素可以达到使肝素更长期的释放效果，有利于维持肝素的长效抗凝血活性。因此，现在丝素分子中引入活性基团，合成中间体，再进行其它化学改性，是丝素进行功能化改性的较好的方法。
类肝素化改性则以浓硫酸或氯磺酸作为硫酸酯化试剂，对丝素进行硫酸酯化改性。其中，采用硫酸对丝素进行硫酸酯化过程中，一种方法采用浓硫酸直接在离子液体中与丝素酯化；另一种方法则将丝素先经烯丙基缩水甘油醚改性引入双键后，再与浓度较低的硫酸反应，以在丝素分子中引入硫酸酯基。比较了两种硫酸酯化方式中引入类肝素基团硫酸酯基的引入量、硫酸酯化反应中丝素的降解率，以及改性丝素的吸潮率和活化部分凝血活酶时间。与离子液体中丝素直接硫酸酯化相比，经双键改性后的丝素在硫酸酯化过程中引入的硫酸酯基相对较多，且降解少，所得硫酸酯化产物产率更高，且产物不溶于水，抗凝血性效果更佳。改性接枝硫酸酯基后的丝素抗凝血性得到较好的提升，被赋予了更好的生物相容性。
在丝素以氯磺酸为硫酸酯化试剂中，采用离子液体对丝素进行溶解，使其在ClSO3H/DMF的均相溶液中硫酸酯化以引入硫酸酯基，从而对丝素进行类肝素化改性。研究结果表明，以氯磺酸为硫酸酯化试剂，在离子液体中进行硫酸酯化有几大明显的优点：反应条件较温和、降解率低、产率高且硫酸酯化程度高，经过硫酸酯化后丝素的抗凝血性得到了明显提高。
在以上改性方法中，离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑，可以作为溶解丝素的优良溶剂，且其无毒无污染，热稳定性良好可以再回收利用。通过离子液体溶解丝素制得的再生丝素，以不同的处理方式可以得到不同结构的再生丝素，且水溶性也不同，可以满足不同的类型的需求。拓展了丝素的溶解方式，且该方法对环境友好。
本课题的意义在于探索丝素在离子液体这一新型溶剂中的改性效果，为丝素的化学改性提供新的方法，为丝素成为人工血管材料进行有益的探索。
为使丝素易于改性，并提高其血液相容性：(1)采用离子液体为溶剂，使改性反应在均相体系中进行；(2)选择含有高活性基团的双官能团化合物，使之与丝素中低反应活性的酚羟基充分反应，从而在丝素分子中引入数量较多的易反应的活性基团；(3)进一步，将活性基团大大增多的丝素进行肝素化、类肝素硫酸酯化，从而提高丝素的血液相容性。最后，此研究将探索改性后丝素的结构与其血液相容性的关系。
肝素化改性通过两种方法进行，即丝素粉体与肝素的直接共价接枝和丝素在离子液体中引入活性官能团异氰酸酯基后再与肝素进行键合。具体如下：其一，将丝素经1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化后，与肝素钠直接进行共价接枝以对丝素进行肝素化改性；方法二采用两步反应，首先将不溶性丝素粉体用离子液体溶解后和具有高反应活性的六亚甲基二异氰酸酯反应得到SF-NCO，使其引入具有高反应活性的异氰酸酯基，然后将异氰酸酯化改性后的丝素与肝素在二丁基二月桂酸锡的催化作用下反应，得到与肝素共价键合的改性丝素粉体。通过元素分析和甲苯胺蓝分光光度法测定肝素含量的测定，可知道丝素经异氰酸酯基活化后能接枝更多量的肝素，即通过在SF中先引入高活性的异氰酸酯基，有利于丝素的肝素化改性。同时肝素的释放曲线表明，经异氰酸酯活化后的丝素可以达到使肝素更长期的释放效果，有利于维持肝素的长效抗凝血活性。因此，现在丝素分子中引入活性基团，合成中间体，再进行其它化学改性，是丝素进行功能化改性的较好的方法。
类肝素化改性则以浓硫酸或氯磺酸作为硫酸酯化试剂，对丝素进行硫酸酯化改性。其中，采用硫酸对丝素进行硫酸酯化过程中，一种方法采用浓硫酸直接在离子液体中与丝素酯化；另一种方法则将丝素先经烯丙基缩水甘油醚改性引入双键后，再与浓度较低的硫酸反应，以在丝素分子中引入硫酸酯基。比较了两种硫酸酯化方式中引入类肝素基团硫酸酯基的引入量、硫酸酯化反应中丝素的降解率，以及改性丝素的吸潮率和活化部分凝血活酶时间。与离子液体中丝素直接硫酸酯化相比，经双键改性后的丝素在硫酸酯化过程中引入的硫酸酯基相对较多，且降解少，所得硫酸酯化产物产率更高，且产物不溶于水，抗凝血性效果更佳。改性接枝硫酸酯基后的丝素抗凝血性得到较好的提升，被赋予了更好的生物相容性。
在丝素以氯磺酸为硫酸酯化试剂中，采用离子液体对丝素进行溶解，使其在ClSO3H/DMF的均相溶液中硫酸酯化以引入硫酸酯基，从而对丝素进行类肝素化改性。研究结果表明，以氯磺酸为硫酸酯化试剂，在离子液体中进行硫酸酯化有几大明显的优点：反应条件较温和、降解率低、产率高且硫酸酯化程度高，经过硫酸酯化后丝素的抗凝血性得到了明显提高。
在以上改性方法中，离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑，可以作为溶解丝素的优良溶剂，且其无毒无污染，热稳定性良好可以再回收利用。通过离子液体溶解丝素制得的再生丝素，以不同的处理方式可以得到不同结构的再生丝素，且水溶性也不同，可以满足不同的类型的需求。拓展了丝素的溶解方式，且该方法对环境友好。
本课题的意义在于探索丝素在离子液体这一新型溶剂中的改性效果，为丝素的化学改性提供新的方法，为丝素成为人工血管材料进行有益的探索。