分子量可控的再生家蠶絲素蛋白制備研究.pdf

1、絲素蛋白作為蠶絲的主要組分，因其良好的力學性能、生物相容性以及可降解性，已經被廣泛應用于生物醫(yī)用材料領域。家蠶絲素蛋白在生物醫(yī)學方面的應用主要有兩種形式，一是纖維狀的絲素蛋白即絲素蛋白纖維，是脫膠后的天然蠶絲。二是再生絲素蛋白。從天然蠶絲制備再生絲素蛋白，要經歷脫膠、溶解、透析和干燥四個階段。目前對天然蠶絲脫膠的方法有很多種，比如酶脫膠法、碳酸鈉脫膠法、尿素脫膠法和高溫高壓水脫膠法等。溶解絲素蛋白纖維的方法也有不少，比如溴化鋰溶液、硫氰

2、酸鋰以及乙醇-水-氯化鈣等鹽離子溶液等。因此，不同的研究小組制備再生絲素蛋白的工藝可能會有所不同。然而，脫膠和溶解環(huán)節(jié)對再生絲素蛋白分子量及其分布有重要影響，從而影響再生絲素蛋白基生物材料的結構與性能。
　　因此，本研究擬對天然蠶絲制備再生絲素蛋白的工藝進行研究，重點研究脫膠及溶解對再生絲素蛋白分子量及其分布的影響。希望通過本研究獲得制備分子量可控的再生絲素蛋白的工藝。本研究主要包括以下三個部分內容：
　　第一部分，脫膠對再

3、生絲素蛋白分子量及其分布的影響。采用常規(guī)的0.5％碳酸鈉溶液和8M尿素溶液在不同溫度不同時間下對蠶繭進行脫膠。通過比較脫膠率、苦味酸胭脂紅染色和SEM觀察，得出8M尿素溶液在90℃的溫度下脫膠三小時和0.5%Na2CO3溶液能夠脫膠完全。將0.5%碳酸鈉溶液、8M的尿素溶液在90℃的溫度下脫膠3h的絲素纖維溶于9.3M溴化鋰溶液。SDS-PAGE結果顯示，0.5%碳酸鈉溶液脫膠獲得的絲素蛋白溶解后分子量在50kDa以下，而8M尿素溶液脫

4、膠獲得的絲素蛋白溶解后分子量在116kDa以下。因此8M尿素溶液脫膠對絲素纖維分子量影響較小。
　　第二部分，溶解對再生絲素蛋白分子量及其分布的影響。將蠶繭在90℃的8M尿素溶液中脫膠3h獲得絲素纖維，選用9.3M溴化鋰溶液和摩爾比為1:2:8的氯化鈣-乙醇-水三元溶液作為溶劑溶解絲素纖維。SDS-PAGE結果顯示9.3M溴化鋰溶液溶解絲素纖維對絲素蛋白分子量的影響較三元溶液小。將上述脫膠條件下脫膠的蠶絲，分別溶于25℃、60℃和

5、95℃的9.3M溴化鋰溶液。SDS-PAGE和高效凝膠色譜結果顯示，不同溫度溶解絲素纖維能夠獲得分子量不同的再生絲素蛋白溶液，并且隨著溫度升高，分子量越小。說明該工藝通過控制溶解溫度即可控制分子量及其分布。
　　第三部分，不同分子量再生絲素蛋白三維多孔支架的結構與性能。選取8M尿素溶液為脫膠劑，9.3M溴化鋰溶液為溶劑，在25℃、60℃和95℃下溶解絲素纖維，從而獲得不同分子量的絲素蛋白溶液。將不同分子量的絲素蛋白溶液通過冷凍干燥

6、制備成多孔三維支架。通過SEM、壓縮測試、FTIR、XRD、溶解性測定比較分析了不同分子量絲素蛋白三維多孔支架的力學性能、表面形態(tài)、二級結構、結晶度和溶解性。結果表明，大分子量的三維多孔支架的表觀形態(tài)致密、壓縮性能好、二級結構以Silk I為主、結晶度高。隨著溫度的升高，表觀空隙變大、壓縮性能變差、結晶度減小，但二級仍以silkⅠ為主。溶解性測試結果顯示，分子量大的三維多孔支架溶解性差。
　　綜上所述，本研究較系統地研究了脫膠和溶