切变速度和Ca~(2+)对再生丝素蛋白溶液构象转变的影响

采用偏光显微镜和拉曼光谱研究了切变速度和Ca2+对再生丝素蛋白水溶液构象转变的影响.结果表明:切变速度和Ca2+是影响再生丝素蛋白溶液性质的两个主要因素,对于同一再生溶液,切变速度增大,溶液中丝素蛋白分子沿切变方向的有序排列也随之增加,丝素溶液更容易从无规线团或α-螺旋向β-折叠转变,并且转变的程度随着剪切速度的增加而加强;透析溶液中Ca2+含量增加,则样品出现偏光现象的临界切变速度有所降低.拉曼光谱显示丝素蛋白分子构象由SilkⅠ向SilkⅡ转变.     

丝素蛋白纤维的接枝聚合（Ⅱ）──无引发剂存在时丝素蛋白纤维接枝烯类单体

研究了无引发剂存在时丝素蛋白纤维与烯类单体的接枝聚合反应．与四价铈盐引发的接枝聚合相比，无外加引发剂存在时的接枝聚合，可以获取高得多的接枝率和单体的接技效率．这种接枝聚合方法是丝素蛋白纤维的一种更为有效的改性方法．接枝０．６％２－羟基－４－丙烯酰氧二苯酮（ＨＡＯＢＰ）的丝素蛋白纤维，其热稳定性及紫外稳定性均得到了显著的改善，但力学性能没有下降．     

丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴、阳离子型扩链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素蛋白(SF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR)、扫描电子显微镜(SEM)表征其结构、微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分布在15μm左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(SR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577 MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为85.8%.     

丝素蛋白纤维的接枝聚合（Ⅱ）：无引发剂存在时丝素蛋白纤…

研究了无引发剂存在时丝素蛋白纤维与烯类单体的接枝聚合反应，与四价铈盐引发的接枝聚合相比，无外加引发剂存在时的接枝聚合，可以获取高得多的接枝率和单体的接枝效率，这种接枝聚合方法是丝素蛋白纤维的一种更为有效的改性方法，接枝０．６％２－羟基－４－丙烯酰氧二苯酮（ＨＡＯＰＢ）的丝蛋白纤维，其热稳定性及紫外稳定性均得了到显著的改善，但力学性能没有下降。     

丝素蛋白作为生物材料的基础研究

研究丝素蛋白作为动物细胞生长基质和生物材料对于细胞生长的促进作用,探索丝素薄膜性能的进一步优化。通过细胞计数和噻唑蓝(MTT)法实验表明,丝素薄膜上猪髋动脉内皮细胞生长的密度是普通细胞培养基质上的242.01%,细胞在薄膜上的贴壁率为在普通基质上的238%。经由酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)处理后,薄膜上的细胞生长密度是未经处理薄膜上的115.98%,细胞的贴壁率为在普通细胞培养基质上的269%。因此,丝素蛋白薄膜可作为动物细胞生长基质,经aFGF处理的薄膜显示更优越的细胞亲和性。     

静电纺丝法制备溶解型胶原蛋白肽/丝素蛋白复合纤维面膜

采用静电纺丝技术制备了一种溶解型贴式面膜。将胶原蛋白肽、丝素蛋白两种精华成分加入8%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的甲酸溶液中作为纺丝液,以旋转滚筒作为接收装置进行静电纺丝。探究了共混比例、纺丝液浓度及透明质酸添加量对静电纺丝纤维的影响。通过扫描电子显微镜、电子万能实验机对纤维形貌和纤维膜的力学强度进行测试表征,随后进一步对面膜的保湿补水性能进行测试,分析了该纤维膜的实际功效。结果表明,复合纤维具有较均一的形貌,膜布本身可以起到精华液的作用,具有良好的溶解性,能够起到较好的保湿补水作用。     

丝素蛋白在组织工程中的应用

丝素蛋白作为一种具有优良生物相容性的天然高分子材料在生物医用领域有着广泛的应用，着重阐述了丝素蛋白在组织工程领域中应用研究的最新进展。     

新型丝素凝胶和丝素支架的生物相容性评价研究

目的:综合评价新型丝素凝胶和丝素支架的生物相容性和生物安全性.方法:采用溶血实验评价丝素凝胶和丝素支架对红细胞功能和代谢的影响;采用皮肤刺激和皮内刺激实验评价丝素凝胶和丝素支架对皮肤的刺激作用;通过热源实验来判断丝素凝胶和丝素支架中所含热源量是否符合人体的要求;通过给小鼠背部皮下植入丝素凝胶和丝素支架,采用酶联免疫吸附实验(ELISA)法分析丝素凝胶和支架对小鼠血清免疫球蛋白IgM和IgG抗体水平的影响、采用液相芯片法分析凝胶和支架对血清炎性细胞因子质量浓度的影响、采用流式细胞法分析丝素凝胶和支架对脾脏和骨髓免疫细胞异常的影响.结果:丝素凝胶和丝素支架的溶血率分别为4.239%和2.312%(均5%),两种材料不引起溶血反应,并且对红细胞形态无影响;丝素凝胶和丝素支架的皮肤刺激实验和皮内刺激实验的结果均为阴性,表明对皮肤没有刺激作用;热源实验结果显示大白兔体温升高均低于0.6℃,并且体温升高总数低于1.4℃.小鼠皮下分别植入两种材料后结果显示,植入1周和5周后小鼠血清抗IgM抗体水平与阴性对照组无显著性差异,抗IgG抗体水平在植入后1周时与阴性对照组无显著性差异,植入后5周丝素凝胶的IgG抗体水平比阴性对照组显著升高.植入后5周23种小鼠血清细胞因子质量浓度与阴性对照组无显著性差异,脾细胞和骨髓细胞中嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、B细胞、B1细胞、B1a细胞、B2细胞、CD3~+ T细胞、CD4~+ T细胞、CD8~+ T细胞、巨噬细胞和树突状细胞的表达量均与阴性对照组无显著性差异.结论:新型丝素凝胶和丝素支架无溶血作用,对红细胞形态无影响,对皮肤无刺激作用,所含热源量符合人体要求;体内植入后分子和细胞实验证实新型丝素凝胶和丝素支架不会引起小鼠免疫细胞异常反应,也不会引起抗体异常升高,同时不会导致血清炎性细胞因子质量浓度升高.通过综合评价,显示丝素凝胶和丝素支架具有良好的生物相容性.     

HMX分子构象转变机理的理论研究

本工作采用密度泛函理论(DFT)方法研究了5种环四亚甲基四硝胺(HMX)稳定分子构象的转变机理,在B3LYP/cc-pVDZ水平下优化了两种转变路径(Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ和Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ)势能面上各驻点(稳定构象、过渡态)的几何构型,采用极化连续介质模型(PCM)探究了两条转变路径的溶剂化效应.结果表明,第一步转变(Ⅰ→Ⅲ和Ⅱ→Ⅲ)在气相和溶剂中均是决速步骤,溶剂效应使Ⅰ→Ⅴ的转变能垒升高,Ⅱ→Ⅴ的转变能垒有所降低.     

多孔丝素蛋白材料及其在生物医学领域研究新进展

丝素蛋白因其独特的机械性能和理化性质、良好的生物相容性和可调控的生物降解性,并且物美价廉,在组织工程领域得到越来越多的研究和应用。本文就丝素蛋白多孔材料作为一种优良的组织工程支架材料,在药物载体、人工皮肤、骨、软骨、人工肌腱和韧带等生物医学领域的最新研究进展做一综述。     

Cu（Ⅱ） effect on the conformation of regenerated silk fibroin in dilute aqueous solution

Much attention has been paid to the natural mechanism of silkworm spinning due to the impressive mechanical properties of the natural fibers. In this work, we studied the effect of Cu（Ⅱ） ions on the secondary structure of Bombyx mori regenerated silk fibroin （SF） in dilute solution by circular dichroism （CD）. The results indicate that a given amount of Cu（Ⅱ） induces the SF conformational transition from random coil to β-sheet, however, further addition of Cu（Ⅱ） is unfavorable for this conversion. Meanwhile, the conformational changes induced by Cu（Ⅱ） follow a nucleation-dependent aggregation mechanism, which is similar to that found in Prion protein （PrP） denaturation and Aβ-peptide aggregations, leading to the neurodegenerative disease. This work would help one understand further the natural spinning process of silkworm. Additionally, it would be significant for the study of the nervous system diseases, because silk fibroin, extracted in large amounts from Bombyx mori silkworm gland, could be a proper model to study PrP denaturation and Aβ-peptide aggregations.     

Cu(II) effect on the conformation of regenerated silk fibroin in dilute aqueous solution

In nature, metal ions play a vital role in the function of protein and nucleic acid. It has been demonstrated that there are many kinds of metal ions in the gland of Bombyx mori (B. mori) silkworm, and their contents are different in different parts of silk gland[1]. These ions may promote the transition of gel to sol in the gland of silkworm when the silk fibroin (SF) goes forward to the spinneret. Many investigations have shown that K(I) and Ca(II) can induce the conformational transitio…     

丝素蛋白/改性Fe3O4纳米粒子复合材料的制备

文章采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,分别用油酸钠、聚乙二醇对纳米粒子改性.超声下用乙醇分散改性纳米粒子,再与丝素蛋白溶液形成凝胶,制备出丝素蛋白/磁性纳米粒子复合材料.采用红外光谱仪、透射电镜、振动样品磁强计等对产物进行表征.结果表明,复合产物的铁氧特征吸收峰出现在583 cm-1处,透射电镜显示改性后的纳米粒子较均匀地分布到丝素蛋白溶液中,并表现出较好的磁性.油酸钠较聚乙二醇(PEG)改性Fe3O4纳米粒子的效果更好.     

预处理对丝素促进293T细胞生长的影响

采用多种处理方法对丝素进行预处理,探讨其作为支架对293T细胞生长的促进作用．正交实验结果显示：以脱胶方式和包埋方法对结果的影响明显,并有统计学意义（P≤0．01）;在经胰蛋白酶脱胶、盐酸作用、以壳聚糖／聚乙二醇包埋的双股丝素蛋白纤维支架上,293T细胞数最多;在经胰蛋白酶脱胶、氢氧化钠作用、以壳聚糖／聚乙二醇包埋的3股丝素蛋白纤维支架细胞上,293T细胞活性达到最大．处理后的支架能使293T细胞很好地生长增殖,细胞呈球状体、集落性附着在丝素蛋白纤维上．     

Preparation of insoluble fibroin films and its tensile property

Silk fibroin is becoming a promising biomate-rial because of its excellent biocompatibility. However, theregenerated fibroin is usually soluble in water and its me-chanical properties should be improved. Although manymethods, such as adding other polymers or treating withmethanol, can ameliorate the mechanical properties andinsolubility, the biocompatibility of fibroin is usually dam-aged in these processes. In this article, it is first reported thatthe insoluble fibroin films are directly prepared withoutmethanol treatment. According to the results of Fouriertransform infrared spectroscope (FTIR) and the X-ray dif-fraction (XRD), the amount of IS-sheet conformation in-creased with the increasing of concentration. When fibroinfilms are dried from 15 wt% at 60℃, the films become in-soluble in water. More importantly, The tensile strength andelongation of the insoluble fibroin films dried from 15% so-lution at 60℃ reached 15.9 MPa and 49.4% respectively in the wet state, which is distinctly superior to the fibroin films treated with methanol.     

丝素在NMMO·H2O中的溶解及溶液流变性能的研究

探讨了丝素在N-甲基吗啉-N-氧化物一水合物(NMMO.H2O)中的溶解行为,结果发现:天然蚕丝纤维脱胶后得到的丝纤维可以直接溶解在NMMO.H2O中,但是很难得到高于10%浓度的溶液,因而无法用于纺丝.而由再生丝素水溶液制得的再生丝素膜则易于溶解在NMMO.H2O中,并可以得到浓度高达25%的再生丝素/NMMO.H2O溶液,在上述研究的基础上,本文还对再生丝素/NMMO.H2O的流变行为进行了初步研究.     

水溶性荧光聚合物的制备与性能分析

基于Wittig-Horner反应, 以对氯甲基苯甲酸甲酯、亚磷酸三乙酯、对苯二甲醛为主要原料, 经酯化、缩合得到二苯乙烯型荧光单体, 研究了各种反应条件对单体合成的影响. 将二苯乙烯型荧光单体高分子化得到了水溶性好、荧光性强、稳定性与安全性高的荧光聚合物. 用红外光谱对荧光单体结构进行了表征, 用紫外及荧光分光光度计对荧光单体及聚合物的荧光性能进行了研究. 结果表明: 荧光单体聚合后紫外吸收发生红移, 吸收强度下降, 但荧光发射强度提高, 这说明近紫外吸收有利于荧光发射强度的提高.     

蚕丝蛋白仿生多肽RAGA16的纳米结构与性能研究

利用天然蛋白质氨基酸序列设计生物仿生材料是近年来兴起的一个热门研究领域.本文中将蚕丝蛋白特征氨基酸序列(Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-Ser)部分引入离子互补型多肽RA-DA16-Ⅰ中,设计了新型多肽RAGA16.采用原子力显微镜(AFM)、旋转流变仪(Rheometer)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、倒置荧光显微镜等技术对多肽RAGA16的自组装结构、肽链的二级结构、流变学性能以及细胞相容性等进行研究.结果表明,蚕丝蛋白多肽序列引入后,多肽RAGA16具有自组装特性,能够自组装形成致密的纳米级三维网络结构,所形成的水凝胶力学性能明显提高,通过分析得知这可能是由于多肽二级结构中Silk Ⅰ结构成分比例增加所致.荧光染色显示,绝大多数接种于多肽水凝胶中的小鼠前成骨细胞MC3T3-E1能存活,且在不同的三维平面上生长增殖.综上,利用蚕丝蛋白特征序列对RADA16-Ⅰ进行仿生改性后,对拓展多肽材料在生物医学领域的应用具有重要意义.     

噬菌体展示肽库技术淘选蚕丝纤维蛋白连结短肽的实验研究

采用噬菌体随机肽库展示技术研究与蚕丝纤维蛋白连结的功能性短肽的淘选方法.实验结果显示,淘选的与蚕丝纤维蛋白连结的功能性短肽都包含有一个相同的氨基酸残基序列QSWS.噬菌体与蚕丝蛋白的连结试验和合成肽与蚕丝蛋白的连结试验都证实了QSWS序列与蚕丝蛋白连结的重要性.随着对淘选方法进一步改进和优化,这些功能性短肽将有助于对蚕丝进行功能化改造,可拓宽蚕丝在生物材料领域中的应用.     

壳聚糖及其水溶性衍生物的制备与性能评价

制备了羧甲基化壳聚糖（CMCTS）、琥珀酰化壳聚糖（SU—CTS）及羟丙基化壳聚糖（HP-CTS），通过FTIR表征了各化合物的化学结构，测试分析其分子量、取代度、吸湿保湿性能、增稠性等物理化学性质．以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为受试菌种，比较了壳聚糖及各类衍生物的抑菌性能．结果表明，与CTS相比各衍生物的抑菌性有不同程度的提高，其中CMCTS和SU—CTS具有相对较高的抑菌性，HP-CTS具有较好的吸湿能力和保湿效果；而增稠能力与壳聚糖及其衍生物的化学组成和分子量有密切的关系．