蒸汽閃爆（SFE）是一種新型的生物材料預處理方法，已廣泛用于分解由纖維素、角蛋白等材料組成的生物質。該方法基于加壓和迫使蒸汽進入生物質中存在的纖維組織，然后在爆炸減壓過程中快速釋放壓力，使生物質接受外部機械能并向化學能轉化的過程。SFE工藝主要在由氣缸和活塞組成的噴射爆炸裝置中進行的，爆炸可以在0.0875s內完成。在短時間內釋放高密度能量提供了足夠的力來破壞生物高分子聚合物的有序結構。通過設定蒸汽壓力和保溫時間可以調節生物材料的粒徑范圍，實現生物材料的自組裝。該研究首次披露采用此方法來制備均質的生物納米顆粒。研究假設通過施加精確的蒸汽壓力和操作時間，可以“一步法”生成生物納米顆粒，并控制顆粒尺寸分布。在此研究中，首次嘗試使用黑水虻天然幾丁質作為模板，通過SFE新方法制備生物納米顆粒，并使用多種方法研究了制備的納米顆粒的物理化學性質。結果證明了SFE“一步法”工藝可用于制備生物納米顆粒的假設。
西北民族大學生物醫學中心生物制藥與材料工程創新團隊在國際學術期刊International Journal of Biological Macromolecules在線發表題為“A novel chitinous nanoparticles prepared and characterized with black soldier fly (Hermetia illucens L.) using steam flash explosion treatment”的研究論文。該論文首次提出使用蒸汽閃爆裝置一步制備黑水虻殼聚糖納米顆粒的方法，為深入了解如何高效制備生物質納米顆粒及潛在的生物質納米遞送組裝系統提供新的見解。
該研究是首次利用蒸汽閃爆法（SFE）從黑水虻（BSF）中制備殼聚糖納米顆粒， SFE處理的蒸汽壓力為0.45～1.60 MPa，保持時間為60 s，隨著壓力的增加，高分子殼聚糖顆粒的粒徑減小，在 1.60 MPa 下，生成尺寸范圍為 59~162 nm 的殼聚糖納米顆粒。使用SEM、AFM、Raman光譜、FT-IR 光譜、1 H NMR、TGA和DSC對 BSF殼聚糖材料進行表征。結果表明，SFE處理后可得到脫乙酰度為91.24%的殼聚糖。此外，聚合物主鏈得以保留，殼聚糖納米顆粒的聚合度降低。殼聚糖納米顆粒的陽離子基團活性得到改善，從而增強了聚合物材料的溫度敏感性。由此得出結論，SFE一步處理方法是一種簡單有效的制備均質生物材料納米顆粒的方法，這項研究對于開發用于生物醫學應用的殼聚糖納米材料具有重要意義。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813023000843
該論文由碩士研究生馮海月和團隊骨干王子凡博士為并列第一作者，丁功濤副教授為通訊作者，該工作得到西北民族大學生物制藥與材料工程創新團隊建設經費、西北民族大學優秀人才科研基金 (xbmuyjrc202226)和中央高校基本科研業務費專項資金(31920220133)等項目資助支持。
