高角蛋白含量的角蛋白-PEO納米纖維的制備與表征.pdf

1、角蛋白是一種來源于動物的皮膚及皮膚衍生物的纖維狀蛋白，因擁有細(xì)胞親和性、低免疫性、生物相容性和生物可降解性等優(yōu)良特性而在過濾材料、生物醫(yī)用材料和制藥等領(lǐng)域廣為應(yīng)用。人發(fā)纖維的主要成分是角蛋白，中國十幾億人口一年就能產(chǎn)生成千上萬噸的人發(fā)纖維，如果直接遺棄會給自然生態(tài)造成嚴(yán)重破壞，同時能源也會大量流失。因此，對天然角蛋白纖維的開發(fā)利用有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
　　本文選擇還原法采用2—巰基乙醇/尿素/十二烷基硫酸鈉混合體系從人發(fā)

2、中提取角蛋白，采用此方法提取角蛋白人發(fā)纖維的溶解率可達(dá)68.4％，通過對人發(fā)纖維和人發(fā)角蛋白粉末的紅外光譜、熱穩(wěn)定性及X—射線衍射的對比分析發(fā)現(xiàn)，2—巰基乙醇作為還原劑能夠斷開角蛋白分子中的二硫鍵，形成含有半胱氨酸殘基的角蛋白。與人發(fā)纖維相比，角蛋白中的α—螺旋結(jié)構(gòu)減少，β—折疊結(jié)構(gòu)增加，結(jié)晶度增大，熱穩(wěn)定性也得到了一定程度的提高。
　　本文將角蛋白溶液與PEO以不同質(zhì)量比進(jìn)行混合，通過靜電紡絲技術(shù)制備角蛋白/PEO納米纖維膜。確

3、定紡制角蛋白/PEO納米纖維的最優(yōu)工藝參數(shù)為電壓20KV、灌注速度0.3ml/h、接收距離13cm。對共混納米纖維的外觀形貌、分子結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能及結(jié)晶性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著角蛋白含量的增加，角蛋白/PEO納米纖維的直徑逐漸減小，平均直徑從310nm（角蛋白/PEO=30/70）減小到82nm（角蛋白/PEO=90/10）;纖維的均勻度得到提高，角蛋白的特征峰加強，結(jié)構(gòu)特征逐漸由PEO型轉(zhuǎn)變成角蛋白型。此外，PEO的加入能夠打破角

4、蛋白的自組裝結(jié)構(gòu)形成更為穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)，從而提高的納米纖維的穩(wěn)定性。同時還發(fā)現(xiàn)，在能夠獲得無串珠、形態(tài)良好的納米纖維的前提下，本文獲得的角蛋白/PEO最高混紡比為80/20。
　　為了提高角蛋白/PEO共混納米纖維中角蛋白的含量，本文還采用了乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)、戊二醛對共混溶液進(jìn)行交聯(lián)改性。實驗發(fā)現(xiàn)，交聯(lián)作用能夠有效改善溶液的可紡性，以EGDE的效果較為理想，交聯(lián)后角蛋白/PEO的質(zhì)量比可高達(dá)90/10。
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