改性絲素蛋白的結(jié)構(gòu)及其機理的研究.pdf

1、近年來，絲素蛋白作為一種具有可調(diào)控多級結(jié)構(gòu)、優(yōu)異力學性能以及良好生物相容性的天然生物材料，在組織工程、藥物緩釋、超級電容器等其它領(lǐng)域都有巨大的潛在運用價值。眾多的改性方法中通過添加功能材料改性絲素蛋白是目前研究的熱點。在本論文中，我們研究了由喂食一系列化學結(jié)構(gòu)相似卻帶有不同端基官能團的羅丹明熒光染料（熒光素鈉鹽、羅丹明B、羅丹明101、羅丹明110、吖啶橙）獲得的絲素蛋白纖維，提出了選擇和設(shè)計添加劑的普適原則以及添加劑對絲素蛋白二級結(jié)構(gòu)

2、的影響；此外，我們還研究了絲素蛋白-氧化石墨烯共混薄膜的二級結(jié)構(gòu)、熱力學和經(jīng)水熱蒸汽處理后構(gòu)象轉(zhuǎn)變動力學的研究，我們初步揭示了堿性氧化石墨烯對絲素蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響和機理。主要結(jié)果如下：
　?。?）喂食添加劑的選擇和設(shè)計：根據(jù)經(jīng)典的體內(nèi)絲素蛋白膠束模型，添加劑首先應(yīng)當?shù)投拘郧揖哂幸欢ㄈ芙舛然蛘呖梢跃鶆蚍稚⒃谒?；其次?yīng)當有合適的分子尺寸和兩親性結(jié)構(gòu)，使其能進入體液和絲素蛋白膠束疏水區(qū)域；此外，最為重要的，還應(yīng)具有低等電點，因為它是

3、確保絲素蛋白膠束能夠識別添加劑的關(guān)鍵因素。
　?。?）喂食添加劑對絲素蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響：四種喂食添加劑都使得絲素蛋白中silk I含量增加（silk II減少）；silk I（silk II）含量對喂食添加劑（羅丹明B）含量具有一定的依賴性，隨著添加劑含量的增加而增加（減少）。
　?。?）堿性氧化石墨烯對絲素蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響：在與絲素蛋白形成氫鍵的同時，堿性氧化石墨烯可以增加絲素蛋白分子內(nèi)氫鍵，從而使得絲素蛋白能夠形成穩(wěn)

4、定的α-螺旋構(gòu)象。α-螺旋構(gòu)象和堿性氧化石墨烯巨大的空間位阻提高了絲素蛋白的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。并且堿性氧化石墨烯含量過高時，會降低對絲素蛋白的作用，使其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降，但是依然高于純絲素蛋白的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
　　（4）堿性氧化石墨烯對絲素蛋白構(gòu)象轉(zhuǎn)變動力學的影響（經(jīng)水熱蒸汽處理）：絲素蛋白構(gòu)象轉(zhuǎn)變動力學過程有三個階段。堿性氧化石墨烯在這一過程中起到穩(wěn)定α-螺旋構(gòu)象的作用，抑制了α-螺旋構(gòu)象向β-折疊構(gòu)象轉(zhuǎn)變。
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5、絲素蛋白對堿性氧化石墨烯熱穩(wěn)定性的影響：絲素蛋白可以提高堿性氧化石墨烯的熱穩(wěn)定性。T=192.2-k·v，其中系數(shù)k，此體系為42.9，反映的是絲素蛋白對堿性氧化石墨烯熱穩(wěn)定性影響程度；T為分解放熱峰峰值對應(yīng)的溫度；v為堿性氧化石墨烯的含量。
　　（6）純絲素蛋白玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對升溫速率的響應(yīng)性：非“水-絲素蛋白”體系引起的Tg（1）以及Tg（2）都對升溫速率具有很好的線性響應(yīng)性，k1=0.86×10-3，Tg（1）；k2=3.8