再生丝素蛋白在Na+溶液中的分子聚集行为及生物学性能研究

目的:丝素蛋白在特定条件下的聚集行为能够影响其动力学行为及黏弹性能,进而影响丝素蛋白材料的生物学性能,因此,本文通过系统研究丝素蛋白的自组装聚集行为,进而研究增强其力学性能及生物学性能的条件。方法:以家蚕蚕茧为原料,提取制备得到再生丝素蛋白,通过浊度实验寻找最佳组装条件;丝素蛋白溶液加入Na+后,通过流变学实验研究其对动力学行为和黏弹性能的影响;通过细胞增殖实验研究丝素蛋白的生物学性能。结果:提取的再生丝素蛋白以无规卷曲结构为主;最佳体外自组装条件:浓度为4 mg/mL的溶液在70℃组装6 h;丝素蛋白溶液中加入Ca^(2+)对体外自组装起抑制作用,而加入Na^(+)可以加快自组装速率和提高组装程度,并且随着Na+浓度的增加,丝素蛋白凝胶强度逐渐增强,凝胶网络更稳定;细胞增殖实验显示,再生丝素蛋白溶液比其自组装纤维更利于细胞生长和增殖。结论:丝素蛋白的浓度、温度、组装时间和离子都会对丝素蛋白的体外自组装聚集行为产生影响,本文初步研究丝素蛋白的自组装聚集条件和生物学性能,为提高丝素蛋白作为食品包装材料的性能提供实验依据。

再生丝素蛋白涂膜对冷藏草鱼肉块保鲜效果的影响

用不同浓度(2.0%、5.0%、8.0%)的自组装再生丝素蛋白溶液对新鲜草鱼肉块进行涂膜处理,并在4℃低温条件下冷藏,研究再生丝素蛋白涂膜处理对草鱼肉保鲜效果的影响。结果表明,在相同贮藏期内,与对照组相比,自组装再生丝素蛋白溶液涂膜处理能有效保持新鲜草鱼肉的良好品质,降低鱼肉的失重率,使草鱼肉的感官品质、失重率、pH值、挥发性盐基氮(TVB⁃N)含量、新鲜度指标K值均维持较好水平,其中5.0%自组装再生丝素蛋白溶液涂膜处理效果最佳。

再生丝素蛋白膜表面的纳米图案化修饰对细胞黏附和增殖的影响

为了拓展再生丝素蛋白(RSF)生物医用材料在细胞培养和组织修复等生物医学领域中的应用,提高RSF材料的细胞相容性至关重要。本研究采用等离子体刻蚀技术制备了纳米“岛”图案化RSF膜,并进一步考察其对NIH3T3细胞黏附和增殖行为的影响。所有定量检测实验中至少设3个重复样(n≥3)。细胞培养1 d后的显微观察结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰的RSF膜具有更好的黏附形态。CCK-8检测细胞培养1和4 d的吸光度(OD)结果表明,与未修饰的RSF平整膜相比,纳米图案化修饰RSF膜能够明显促进细胞的增殖,且其中刻蚀30 min膜组的吸光度(1.13±0.32)最高,显著高于未修饰的RSF平整膜(0.46±0.03,P<0.001)。等离子体刻蚀技术可作为一种简便、快捷、可大规模制备的纳米图案化修饰策略用于提高RSF材料的细胞相容性。

再生丝素蛋白/聚乙烯醇共混取向纳米纤维膜的制备与性能

为进一步提升取向纳米纤维膜在纺织生物医学领域的应用潜力,以再生丝素蛋白(RSF)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过静电纺丝制备取向纳米纤维膜。通过单因子及正交试验确定最优纺丝参数,并对取向纳米纤维膜的形貌、化学结构、力学性能、热稳定性能等进行研究。结果表明:静电纺丝最优纺丝参数为选甲酸为溶剂,滚筒转速2400 r/min,纺丝液质量浓度0.16 g/mL,纺丝电压23 kV,出液速度0.6 mL/h,接收距离17 cm;RSF与PVA之间存在一定相互作用,使RSF中部分无规结构向α螺旋结构转变;与相同纺丝时间下得到的无取向纳米纤维膜相比,取向纳米纤维膜的特点为断裂强力更高,是无取向纳米纤维膜的2倍以上,孔径更大,集中在0.5μm附近;取向结构对纳米纤维膜热稳定性基本无影响。

丝素湿法纺丝中凝固浴对再生丝结构影响机制

为了研究凝固剂种类对再生丝性能的影响,本文分别以十二烷基硫酸钠、去离子水和75%乙醇作为凝固浴,通过再生丝素蛋白湿法纺丝,得到三种再生丝RSF(SDS)、RSF(DI)和RSF(ET)。结果表明,RSF(SDS)具有良好的机械性能,其断裂伸长率达126%,高于20%RSF(DI)和26%RSF(ET)再生丝;傅里叶变换红外光谱分析表明,RSF(SDS)中含有较高比例的β-折叠结构;进一步通过X射线衍射和差示量热法分析显示,RSF(SDS)纤维比RSF(DI)和RSF(ET)纤维具有更多存在于无定形区的β-折叠结构;荧光探针法验证了SDS能够促进丝素蛋白更快速地形成β-折叠结构,乙醇则会诱导丝素蛋白更快速地形成结晶。本文制备了具有优异延伸性的再生丝,可为丝素蛋白湿法纺丝提供一种新思路。

不同溶解体系的丝素蛋白分子质量及对再生丝素膜性能的影响

为了便于根据不同丝素蛋白制品开发要求控制丝素蛋白的分子质量,用SDS-PAGE电泳方法检测不同溶解体系制取丝素蛋白的分子质量,并对不同分子质量丝素蛋白制备的再生丝素膜进行傅里叶红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、微商热重(DTG)和热水溶失率等结构与性能的测试。SDS-PAGE检测结果显示,在LiBr-CH3CH2OH-H2O、Ca(NO3)2-CH3OH-H2O和Na-SCN-H2O溶解体系中的丝素蛋白分子质量较高且分布广;在CaCl2-CH3CH2OH-H2O和LiBr-H2O溶解体系中的丝素蛋白分子质量较低。FTIR、TGA、DTG和热水溶失率测试结果显示,低分子质量丝素蛋白溶液在成膜时较难形成α-结构和β折叠结构;而高分子质量丝素蛋白溶液在成膜时则较容易转变形成这2种结构。

再生丝素蛋白纳米纤维网支持和引导神经胶质细胞的生长与迁移

除了自体和异体移植外,利用生物相容性材料辅助中枢神经系统损伤后的修复成为最具开发潜力的方法之一。以来源于家蚕和柞蚕的再生丝素蛋白纳米纤维网作为星形胶质细胞的生长基质,研究星形胶质细胞在其上的粘附、生长、增殖和迁移等生命活动。结果显示星形胶质细胞在两种材料上表现出很高的相容性,星形胶质细胞在丝素蛋白纳米纤维网上具有正常的粘附、增殖和迁移等行为。更重要的是,通过实时显微摄像跟踪细胞的生长与迁移行为,发现星形胶质细胞的生长与迁移表现出很强的丝素蛋白纳米纤维依赖性,星形胶质细胞在丝素纤维上生长铺展并且沿着纤维进行迁移,纤维的走向决定着细胞的迁移轨迹。实验证明,丝素蛋白纳米纤维不仅能够支持星形胶质细胞的生长,而且对星形胶质细胞的迁移运动还有引导作用,这些特点使得再生丝素蛋白纳米纤维网成为极具开发潜力的神经组织工程替代物。

静电纺再生丝素/明胶纳米纤维的结构与性能

以质量分数为98%的甲酸为溶剂,将再生丝素与明胶以质量比70∶30进行共混静电纺丝。研究纺丝液质量分数及乙醇处理对纤维膜的结构及力学、溶解性能等的影响;测定不同纺丝液质量分数及不同厚度下纤维膜的孔隙率及孔径;在纤维膜上进行小鼠成纤维细胞(L929)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)培养实验。结果表明:随着纺丝液质量分数的提高或经乙醇处理后,丝素β化程度提高,纤维结晶度增大,溶失率减小,拉伸强度增大;随着纺丝液质量分数的提高,纤维膜的孔隙率减小,孔径增大,厚度增加时,纤维膜的孔隙率及孔径均减小;L929及HUVECs均能够在纳米纤维膜上黏附、生长和增殖。

再生丝素/丝胶共混蛋白水溶液的静电纺丝

采用静电纺丝方法制备了再生丝素/丝胶共混纤维,分析了共混配比对再生丝素/丝胶水溶液流变性能和静电纺可纺性的影响,通过扫描电镜、拉曼光谱和DSC等手段研究了所得纤维的形态和微细结构及其力学性能。研究结果表明:随着溶液中丝胶含量的增加,体系的表观粘度增大,静电纺纤维的直径减小且直径分布变窄;并且丝胶的存在有利于丝素蛋白从无规卷曲或α-螺旋结构向β-折叠结构转变,由此可提高静电纺纤维的力学性能。

泊洛沙姆对再生丝素蛋白凝胶化结构及形态的影响

研究了泊洛沙姆(Poloxamer)对再生丝素蛋白(RSF)凝胶化结构及形态的影响,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TG-DTA)表征了Poloxamer对RSF凝胶化的影响作用。FTIR、XRD和TG-DTA研究表明Poloxamer与RSF共混后极大的加速了RSF的凝胶化转变,并且随着共混溶液中Poloxamer的相对分子质量越小,所占的共混比例越大,其凝胶化时间越短,但对所形成的水凝胶的结构和形态影响很小。SEM研究表明RSF-Poloxamer凝胶为片层状结构,这是由于其凝胶化过程中大量丝素分子由无规卷曲转变为β-折叠结构所致,随着Poloxamer含量的增加,RSF-Poloxamer凝胶的片层结构变得越来越规整。

再生丝素固定葡萄糖氧化酶及其传感器应用

再生丝素固定葡萄糖氧化酶及其传感器应用钱江红，刘永成，刘海鹰，于同隐，邓家祺（复旦大学化学系高分子科学系，上海，２００４３３）关键词再生丝素，葡萄糖氧化酶，传感器，酶电极酶电报的各项性能在很大程度上取决于酶的固定比方法，葡萄糖氧化酶的固定化方法很多１...

再生丝素蛋白-壳聚糖包药微囊的质量研究

以模型药物消炎痛 (吲哚美辛 )作为芯料 ,在W /O型乳化体系中分别以复凝聚法制备再生丝素蛋白壳聚糖包药微囊和以单凝聚法制备壳聚糖包药微囊 ,测试并分析了两种微囊的形貌、粒径、成囊率、包囊率和释药率等质量指标。结果表明 ,丝素壳聚糖包药微囊的成囊率、包囊率比壳聚糖包药微囊高 ,药物缓释效果更好。

再生丝素蛋白—壳聚糖微胶囊的制备及结构

以液体石蜡作连续相、Span为乳化剂、戊二醛为交联剂 ,在W /O型乳化体系中制备再生丝素蛋白—壳聚糖包药微胶囊 ,探讨了制备工艺条件对微胶囊的影响 ;采用激光粒度仪、电子扫描电镜、IR光谱仪、X 射线衍射仪 ,对微胶囊的形态、粒度及其表面结构进行初步表征。

再生丝素纤维的纺制及其结构性能研究

以溴化锂(LiBr)、六氟异丙醇(HFIP)溶解丝素纤维,通过湿法纺丝法纺出了再生丝素纤维,并以X射线衍射法、红外光谱法、热重分析法研究了再生丝素纤维的结构及力学性能等。

再生丝素固定乙酰胆碱酯酶生物传感器

报道了一种用于测定有机磷和氨基甲酸酯类农药的安培型生物传感器。将乙酰胆碱酯酶（AChE）固定在再生丝素粉末上,再将其与石墨粉、非导电的环氧树脂和电催化剂7,7,8,8-四氰基醌二甲烷（TCNQ）充分混合在一起,制备成生物传感器。对生物传感器的制备条件进行了优化,具有良好的重现性和回收率,当氧化乐果及克百威的质量浓度分别在5.0×10^-5-5.0×10^-3mg/L和5.0×10^-5-1.0 mg/L范围内时,抑制率与其浓度的对数呈线性关系,检测限可分别达1.9×10^-5和4.7×10^-5mg/L。

甲醇、乙醇凝固剂对再生丝素纤维性能的影响

本文以六氟异丙醇 (HFIP)溶解无定形丝素膜 ,湿法纺丝获得再生丝素纤维 ,并通过X射线衍射法、红外光谱法、热重分析法比较了分别以甲醇、乙醇为凝固剂纺丝对再生丝素纤维的结构及力学性能的影响。结果表明甲醇、乙醇凝固剂对再生丝素纤维结构性能影响不大。

再生丝素蛋白/海藻酸盐包药微胶囊的结构与释药性能

以模型药物消炎痛(吲哚美辛)作囊芯,再生丝素蛋白和海藻酸盐(FB/AG)作囊膜,在液体石蜡,Span-80的W/O型乳化体系中于50～60℃,高速搅拌下,采用复凝聚法制备包药微胶囊。采用扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、X ray、FTIR、DSC等测定并表征了包药微胶囊的结构。结果显示,微胶囊呈近似球型,粒径为65μm左右,粒径呈正态分布,再生丝素蛋白与海藻酸盐之间具有相互作用,结晶程度提高。采用药物体外释放法测其释药性能,该包药微胶囊24h的释药率为24%,海藻酸盐微胶囊为42%,药粉为80%,FB/AG具有缓释效果。

仿生制备的再生丝素蛋白水溶液的静电纺丝(Ⅰ)——工艺参数及结构特性

制备出了与蚕腺体内纺丝液浓度和后部丝腺pH值相近的再生丝素蛋白水溶液,利用静电纺丝技术模仿蚕在空气中吐丝的过程得到了再生丝素蛋白纤维。所得纤维的直径在350-4200nm之间,平均直径1700nm。通过正交实验方法考察了各种因素对纤维形态、直径及直径分布的影响,结果表明：所施电压对纤维的形态影响最大;溶液浓度对纤维的直径影响最大;喷头与接受板间距离对纤维直径的分布影响最大。实验得出了一个较好的静电纺丝条件为浓度30%,电压40kV,喷头与接受板间距离20cm。采用拉曼光谱、X衍射、DSC对再生丝素蛋白纤维进行了表征,发现再生丝素蛋白纤维中含有少量的Silk Ⅰ结晶结构,主要以无定形结构为主,这与天然蚕丝的半结晶结构相比尚有差异。

再生丝素蛋白水溶液的干法纺丝

以高浓度再生丝素蛋白水溶液为纺丝液,采用自制毛细管纺丝装置制备了再生丝素蛋白纤维。探讨了丝素蛋白分子量、pH、金属离子及纺丝工艺参数对溶液可纺性及纤维力学性能的影响。结果表明:当pH为5.2～6.0时,纺丝液表现出良好的可纺性,尤其以pH=6.0、Ca2+浓度为0.3 mol/L的纺丝液可纺性最佳。在最佳纺丝条件下(纺丝管长径比为133;卷绕速率为30mm/s)制得的纤维力学强度最高约为45.5 MPa。

甲醇处理对再生丝素蛋白干法纺丝纤维结构及性能的影响

采用甲醇水溶液对初生的再生丝素蛋白干法纺丝纤维进行了后处理。研究表明,甲醇处理对再生丝的表面形态、结晶结构及机械性能有影响。甲醇处理前,初生丝蛋白纤维透明而有光泽;甲醇处理后,丝纤维呈现白色,光泽度下降,同时沿纤维轴方向出现了细小的条纹,并可观察到明显的双折射现象。甲醇处理还可使初生丝蛋白纤维中存在的无规卷曲或SilkⅠ结构向SilkⅡ结构转变,并提高初生丝的断裂强度。和脱胶丝相比,处理后的丝纤维模量较高,但断裂伸长率较小,丝纤维的脆性仍较大。