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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。