胶原多肽薄层的制备及其表面性质的调控

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmh860628
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文的内容分为三个部分:胶原多肽浓度、表面活性剂种类及用量等因素对多肽溶液性质的影响研究;以静电自组装技术制备胶原多肽单层膜,通过调控界面上多肽分子构象,研究多肽分子二级结构与官能团暴露量之间的关系,调控膜表面性质;接枝环氧聚硅氧烷,测定摩尔接枝率,初步探索了聚合物分子内/间相互作用对多肽薄膜相结构和性能的影响。本论文的研究结果为解决大分子反应过程中结构控制难题提供研究思路。主要研究结果如下:(1)本研究内容首先调节多肽浓度从1~5%wt(间隔浓度1%wt),研究多肽浓度对其分子二级结构影响;加入阴离子表面活性剂(硫酸盐型,烷基链长度为6,8,9,11,12,14,16;磺酸盐型,烷基链长度为12,14),研究烷基链长度和表面活性剂用量对多肽分子二级结构的影响。通过圆二色谱(CD)测定溶液中多肽分子二级结构,通过电导法和表面张力法计算体系热力学参数吉布斯自由能(ΔGM°),焓(ΔHMo),熵(ΔSMo)和结合能差异(ΔE),确定体系自由能与多肽二级结构的相关性。结果表明,表面活性剂的头基和烷基链长干扰了多肽分子的平衡构象,烷基链长度的增加促进了系统的稳定性,多肽和十四烷基磺酸钠(STSo)之间的疏水相互作用更有利于体系的稳定,所得ΔG的绝对值顺序为多肽-十四烷基磺酸钠(G-STSo)>多肽-十四烷基硫酸钠(G-STS)>多肽-十二烷基硫酸钠(G-SDS)>多肽-十二烷基磺酸钠(G-SDSo)>多肽-十一烷基硫酸钠(G-SUS)>多肽-八烷基硫酸钠(G-SOS)。G-STSo体系ΔG的绝对值最大,相应地,该体系的β-sheet含量最高,说明该体系中多肽分子链处于较伸展的状态。ΔG降低、ΔS和结合能的增加伴随着β-sheet结构含量的增加,表明多肽链处于松弛状态。诱导胶原多肽构象的有序转化,是调节单层伯氨基暴露的基础。(2)利用多肽分子的两性聚电解质性质,以静电自组装技术将多肽固定到荷正电的基材表面,制备多肽单层膜。通过原子力显微镜(AFM)表征膜厚度、多肽分子堆积形态;使用显微共焦拉曼光谱(Raman)检测多肽分子酰胺Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ带的信号变化,计算α-helix、β-sheet等各二级结构相对含量;通过X-射线光电子能谱仪(XPS)测定膜表面N元素含量及其价态信息,分析膜表面伯氨基暴露量的变化;合成伯氨基专属荧光探针,辅助激光共聚焦显微镜(LSCM)测定伯氨基分布点。通过上述研究,确定胶原多肽分子构象、ΔG、表面伯氨基暴露量三者之间的关系。进而以荧光显微镜(FM)研究了膜的稳定性,以界面流变仪表征了膜亲/疏水性,以固体表面Zeta电位分析仪(EKA)测定了膜表面Zeta电位。结果表明,随着SDS和STSo的浓度从CAC增加到6%,体系的ΔG显著降低,G-SDS/STSo结合能增加,促进了β-sheet结构的形成,进而诱导层厚度的减少,多肽分子密集堆积形成纳米颗粒。β-sheet结构的形成使伯氨基在纳米颗粒表面充分暴露,有效实现了多肽单层膜表面官能团、荷电性质和亲/疏水性质的协同调控。八肽胆囊收缩素(CCK-8)和四甲基偶氮唑蓝(MTT)细胞实验以及细胞克隆实验表明,该膜具有优异的细胞相容性。(3)系统研究了多肽分子构象与体系能量、环氧聚硅氧烷接枝率之间的关系;以石英晶体微天平(QCM)测定并计算环氧聚硅氧烷摩尔接枝率,计算环氧聚硅氧烷摩尔接枝率,通过XPS测定硅氧烷接枝后N、Si元素价态及相对含量变化。构建了多肽分子二级结构与环氧聚硅氧烷接枝率可控性之间的关系。以AFM研究环氧聚硅氧烷与多肽分子间/内相互作用对薄膜结构的影响,以XPS测定薄膜表面元素组成,系统探讨了多肽分子二级结构、环氧聚硅氧烷接枝率对聚合物分子间静电、疏水、氢键等相互作用的影响,研究接枝聚合物中聚硅氧烷接枝率与其相行为之间的关系,构建了聚合物相行为随环氧聚硅氧烷接枝率的转变机制,并研究了聚合物分子间相互作用对膜结构的影响。以AFM表征薄膜力学性能,以接触角测定薄膜表面抗水性,确定薄膜构-效关系。摩尔接枝率计算结果表明,薄膜表面伯氨基暴露越多,环氧接枝率越高。而薄膜相分离结构与环氧聚硅氧烷接枝率、分子量密切相关。G-SDS6%和G-STSo6%中,分子量为1000时,环氧聚硅氧烷的接枝率较高,聚硅氧烷链段与胶原多肽组分之间存在较强的非共价键相互作用,抑制了聚硅氧烷链段的自聚集,两相呈现相对均匀的分布,薄膜表面粗糙度减小,堆积结构的有序性增加。致密、有序膜结构的形成伴随着薄膜粘弹性、柔韧性和疏水性的提高。环氧聚硅氧烷接枝率、分子量改变了组分间相互作用,引起薄膜表面粘附力、杨氏模量的规律性变化。
其他文献
近年来,随着海上风电技术的进步,海上风电场的规模从风机数量和单机容量上都不断提升,大规模的海上风电并入电网对电力系统产生影响已经受到越来越多的关注。海上风能的随机
现代居民生活水平与消费能力的飞速发展,促进了市场竞争的进一步加剧。现阶段企业市场竞争的重点从过去的市场价格竞争逐渐前提,转向了产品研发阶段。飞速变化的用户个性化需
目的:前期已初步发现了BMP9能有效抑制TNBC的细胞生长、迁移和侵袭,在此研究基础上,从TMEM100的角度探讨BMP9抑制TNBC的增殖、EMT及促进细胞自噬的作用及机制。方法:第一部分:应用UALCAN数据库预测TMEM100在乳腺癌中的表达,并通过qRT-PCR法在乳腺癌细胞株中进行体外验证。将过表达TMEM100质粒转染到MDA-MB-231细胞中构建TMEM100/MDA-MB-231
氰根离子(CN-)是一种酶抑制剂,通过呼吸道、皮肤等方式侵入人体,进而影响各种功能,包括血管、视觉系统、中枢神经、心脏、内分泌和新陈代谢系统。次氯酸根离子(ClO-)作为活性氧物
淡水资源匮乏且分布不均匀已经成为我国面临的严峻问题,而作为纺织业发达的大国,大量使用和生产染料造成水资源的污染日趋严重,因此对染料废水的回收利用有望改变我国淡水资
随着城市化进程的加快,城市污水的处理率和处理量不断增加。伴随着污水处理的进行会产生大量的城市污泥,如何安全、有效的处理处置这些污泥成为迫切需要解决的问题。污泥合理
随着新能源的大力开发利用,为降低电力系统调度的难度,提升电力系统的可靠性,分布式电源多以微网形式出现。微网中存在大量的非线性负载,当微电网孤岛运行时,无大电网提供电
本文提出了一种型钢连接的装配式低矮剪力墙节点,此种剪力墙节点由混凝土剪力墙预制构件以及工字钢连接构件组成。钢板上的受力筋和锚筋采用穿孔塞焊的方式进行焊接固牢。此
目的PI3K/AKT/mTOR信号通路活化参与乳腺癌内分泌治疗耐药形成,本文通过进行Meta分析评价PI3K/AKT/mTOR抑制剂联合内分泌治疗在内分泌治疗失败的HR(+)/HER2(-)晚期乳腺癌中的疗效和安全性。方法在PubMed、Embase、Cochrane Library数据库中检索建库至2020年3月发表的所有与本Meta分析主题相关的RCT,并由2名研究者采用Cochrane协作网
金属有机骨架材料因其独特的结构特点而广泛应用于储存、分离、催化等领域。而镍基MOFs材料也因储量丰富、价格低廉而引起研究者的广泛关注。MOFs材料在关于气体吸附、电容等