丝素蛋白文献阅读笔记20130506
丝素蛋白增强力致发光的原理
丝素蛋白增强力致发光的原理《丝素蛋白增强力致发光的原理》
嘿，大家好呀！今天咱就来聊聊丝素蛋白增强力致发光的原理。
话说有一次我在实验室里捣鼓这些玩意儿呢，就好像在探索一个神秘的小世界。
我看着那些小小的丝素蛋白样本，心里就琢磨着，这玩意儿咋就能增强力致发光呢？我呀，就开始一点点观察，一点点研究。
我就跟个好奇宝宝似的，不停地摆弄着那些实验器材，一会儿把这个挪挪，一会儿把那个弄弄。
然后我就特别仔细地去观察丝素蛋白在不同条件下的反应。
我发现呀，当我给它施加一点点力的时候，哇，那奇妙的变化就出现了！就好像它们突然被唤醒了一样，开始发出特别的光芒。
就好像生活中有时候我们会遇到一些看似普通的事情，但突然在某个瞬间，它就变得特别神奇，特别让人惊叹。
这丝素蛋白也是这样，平时看着普普通通的，可一受力，嘿，那发光效果，绝了！我想啊，这其中肯定有很多我们还不太明白的小秘密，就等着我们去慢慢揭开呢。
哎呀，反正研究这丝素蛋白增强力致发光的原理真的挺有意思的，就像在一个充满惊喜的世界里探索一样。
我以后还得继续好好琢磨琢磨，说不定能发现更多有趣的东西呢！这就是我对丝素蛋白增强力致发光原理的一点小感受啦，嘿嘿。
丝素蛋白文献检索解读学
丝素蛋白文献检索解读学用检索式1～检索式5在该数据库的专利名称中检索，检索结果均为0。
检索结果为0的主要原因是专利成果和研究论文不同，研究论文比较系统，而专利往往涉及的可能是某个方面，因此根据专利文献情况调整检索式：(名称=检索词支持* + and or )5）在Engineering Village中检索① 将检索词转换成英文检索词借助《汉英机械工程词典》、《汉英科学技术辞海》、《汉英工程机械词典》及参考“中国优秀博硕士论文全文数据库”的相关英文题名或关键词，得以下英文检索词：缓释制剂+控释制剂阳离子化→cationic 丝素蛋白→silk fibroin 肿瘤→tumour 癌症→cancer4江苏科技大学文献检索（研究生）缓释制剂→extended release dosage 控释制剂→contr olled release dosage 乳腺癌→mammary cancer 卵巢癌→oophoroma 恶性淋巴瘤→malignant lymphadenoma 丸剂→pill胶囊剂→medicinal capsule 注射剂→injection 栓剂→suppository 膜剂→film agent 植入剂→implant ① 构建检索式用不同的组面及相关逻辑算符构建4个检索式，因此所得检索式6、检索式7、检索式8、检索式9依次为：cationic AND silk fibroin AND (tumour OR cancer) AND (extended release dosage OR controlled release dosage)cationic AND silk fibroin AND (mammary cancer OR oophoroma OR malignant lymphadenoma) AND (pill OR medicinal capsule OR injection OR suppository OR film agent OR implant)cationic AND silk fibroin AND (tumour OR cancer) AND (pill OR medicinal capsule OR injection OR suppository OR film agent ORcationic AND silk fibroin AND (mammary cancer OR oophoroma OR malignant lymphadenoma) AND (extended release dosage OR controlled release dosage)② 检索在和本题相关的三个数据库中检索，即Ei compendex、Inspect 和NTIS；选择专家检索方式检索，在实施检索前，在检索式6～检索式9中加上字段算符和词组/短语算符，如新检索式分别为：(cationic) wn KY AND(\ wn KY AND((tumour)OR (cancer )) wn KY AND((\(cationic) wn KY AND(\ wn KY AND((\(\ wn KY AND((pill)OR(\capsule \(cationic) wn KY AND(\ wn KY AND((tumour)OR (cancer )) wn KY AND((pill)OR(\OR (implant))(cationic) wn KY AND(\ wn KY AND((\(\ wn KY AND((\5江苏科技大学文献检索（研究生）dosage\用新检索式7～10，在上述3个数据库中检得记录6条。
丝素蛋白文献阅读笔记20130506
丝素蛋白一、丝素蛋白的结构基础二、丝素蛋白的特点三、丝素蛋白的获取四、丝素蛋白的应用文献一《丝素蛋白作为生物材料的基础研究》蚕丝中的丝素蛋白作为纯天然生物高分子材料用于医用领域已经有很长历史, 而将其用于细胞培养的基质和组织工程, 是近年来丝素蛋白研究与应用的热点。
丝素蛋白完全可以用作细胞生长的表面基质, 可替代常用的胶原蛋白。
本文尝试应用丝素薄膜作为贴壁依赖型动物细胞的生长表面基质, 以研究丝素薄膜作为生物材料在细胞培养上的特性。
实验中以猪髋动脉内皮细胞(Po rcineiliac a r te ryendo the lia lce ll, 简称P IEC)为模型细胞, 同时用酸性成纤维生长因子(aF GF)对丝素薄膜进行处理, 以噻唑蓝(M T T)法的细胞计数测定方法, 通过与普通培养孔板上的对照实验, 观察此细胞株在丝素薄膜表面的粘附与生长等行为, 从而检验丝素薄膜的生物相容性, 并确定丝素薄膜经aF GF处理后对细胞吸附能力的强化。
丝素薄膜的制备: 将去蛹蚕茧放入煮沸的5g/L的N a2CO3 溶液中, 固液比为1∶15(g∶mL), 煮沸时间为40m in, 反复2次, 以脱除蚕丝中的丝胶蛋白。
煮沸后的丝素蛋白固形物用去离子水反复洗净, 在真空干燥箱中20°C干燥24h。
所得的丝素蛋白固形物放入500g/L的CaC l2溶液中, 固液比为1∶10,煮沸直至丝素蛋白完全溶解(15～30m in)。
将所得丝素2CaC l2 溶液抽滤去除杂质, 其滤液在透析膜中不断用去离子水透析2～3d以完全去除CaC l2, 得纯净的丝素蛋白溶液。
经SD S2PA GE凝胶电泳实验测得, 丝素蛋白在溶液中为相对分子质量分布于43 000～331 131u的连续体系。
配制蛋白质浓度为5～15m gömL的丝素蛋白溶液, 用移液器注入24孔孔板中, 在烘箱中40°C干燥24h以形成薄膜。
丝素蛋白支架材料生物可控降解性的研究进展
丝素蛋白支架材料生物可控降解性的研究进展王进;王思群;魏亦兵;陈飞雁;黄钢勇;陈杰;石晶晟;赵广雷【摘要】丝素蛋白是目前组织工程领域研究较为广泛的生物支架材料之一,其降解速率受许多因素的影响,通过控制这些影响因素,有望对丝素蛋白的降解速率进行更可靠的控制.本文通过查阅国内外关于丝素蛋白生物材料降解性的研究文献,对丝素蛋白支架材料生物学可控降解性的研究进展作一综述.【期刊名称】《复旦学报（医学版）》【年(卷),期】2018(045)005【总页数】4页(P744-747)【关键词】丝素蛋白;组织工程;生物降解【作者】王进;王思群;魏亦兵;陈飞雁;黄钢勇;陈杰;石晶晟;赵广雷【作者单位】复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040;复旦大学附属华山医院骨科上海 200040【正文语种】中文【中图分类】Q816生物医学领域组织工程技术的发展为组织、器官的修复、再生提供了新的方向和手段[1-3]。
为寻找合适的生物支架材料,学者们做了大量的尝试,包括金属、生物陶瓷和生物聚合物类材料。
但是,金属材料的生物相容性及降解性仍存在问题;生物陶瓷类材料脆性高且降解速率不稳定,如羟基磷灰石、磷酸三钙等;而生物聚合物类材料机械性能较差,降解速度较快,如胶原、明胶和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(polylactic-co-glycolicacid,PLGA)等,这些缺陷都极大地限制了其在生物组织工程领域的应用[4-5]。
丝素蛋白作为一种天然材料,具有良好的生物相容性和一定的机械强度[6],已广泛应用于生物医学领域,如手术缝线、药物缓释材料[7]。
丝素蛋白作为各种组织工程支架材料[8-11],主要应用形式有水凝胶[12]、薄膜[13-14]、纳米纤维[15]及三维多孔支架[16]等。
丝素蛋白做为生物医用材料的研究进展
丝素蛋白作为生物医用材料的研究进展前言生物医用材料是以生物医用为目的，用于和活体组织接触，具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的材料。
金属材料、合成高分子材料在生物医用材料中多有应用，但金属材料的生物力学性能不匹配，合成高分子材料的生物相容性较差以及生物降解性能可调性差限制了其作为生物医用材料的应用。
丝素蛋白是由蚕茧缫丝脱胶而得的纤维状蛋白[1]，是一种性能优异的天然高分子材料。
丝素蛋白分子结构独特，除具备良好的生物相容性和稳定的生物安全性、出色的机械性能之外还具备吸湿保湿性能、透氧透气性能、细胞附着性。
因此，丝素蛋白在人造皮肤、人工角膜、人工肺、隐形眼镜、酶固定化载体、药物缓释载体、细胞培养基等生物医药领域有诸多潜在应用[2-3]。
1 丝素蛋白的结构组成丝素蛋白中含有18种氨基酸，其中侧基较小的氨基酸残基，如甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等按照一定序列排成较为规则的链段，构成结晶区，构成了丝素蛋白高强度力学的基础；带有较大侧基的苯氨酸、酪氨酸和色氨酸等构成非结晶区，赋予了丝素蛋白较高的弹性和较好的韧性[4-5]。
丝素蛋白有四种分子构象，分别是无规卷曲、sil kⅠ、sil kⅡ、sil kⅢ:丝素蛋白分子链按照α-螺旋和β-平行折叠构象交替堆积构成sil kⅠ型构象，其晶胞属于正交晶系；分子链按照反平行β折叠则形成sil kⅡ型构象；分子链按照β-折叠螺旋形成sil kⅢ型构象，其晶胞为六方晶系。
sil kⅠ型丝素蛋白亲水性较好，不宜形成沉淀；sil kⅡ型丝素蛋白则亲水性差，易结晶沉淀，是丝素蛋白的主要晶型。
以β-折叠为基础，丝素蛋白可以形成直径大约为10nm的微纤维，微纤维又可以密切结合程直径大约1μm的细纤维，进而细纤维沿长轴排列可构成直径为10-18μm的丝素蛋白纤维[4]。
2 丝素蛋白的性能特点丝绸的生产在中国已有千年的历史，真丝绸穿着舒适、手感柔软滑爽、色泽和谐、华丽高贵，同时，还具备保健功能，被称为保健性纤维。
丝素蛋白——精选推荐
浅谈丝素蛋白的性能及在医学领域的应用摘要：本文首先对丝素蛋白进行了概述，然后分析了丝素蛋白的性能，最后阐述了丝素蛋白在医学领域的应用。
关键词：丝素蛋白；生物相容性；医学应用1、丝素蛋白的概述丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝的70%～80%，含有18种氨基酸，其中甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的80%以上。
丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等，而且经过不同处理可以得到不同的形态，如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶等。
丝素蛋白产品的优点：(1)与其他天然纤维和许多高性能合成纤维相比，有独特的力学性能；(2)在外科领域的应用有较长历史；(3)通过不同处理方法获得膜或其他形态，工艺相对简单；(4)通过某些氨基酸的氨基和侧链的化学修饰较容易地改变表面性能；(5)在体内外可缓慢降解；(6)对生物体无危险性。
2、丝素蛋白的性能2.1丝素蛋白的生物降解性丝素蛋白可降解吸收，但需时较长，因为蛋白质水解反应通常由一种异体反应控制，而吸收速率与移植点、机械环境、健康状况、生理特点、种类及丝素纤维直径有关。
2.2 丝素蛋白的生物相容性生物相容性是指材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理及化学反应。
植入人体的生物材料必须无毒、无致敏性，对组织、血液和免疫等系统不产生不良反应。
去除丝胶的丝素蛋白纤维不会引起T细胞调节的体内应答，可以支持细胞黏附、分化和组织形成。
2.3 丝素蛋白与细胞培养通常将材料置于细胞生长环境中，观察细胞在材料表面或内部的附着速度、增殖以及细胞形态，以判断材料在细胞环境下是否适应。
作为构成软骨、筋膜、细胞间质等的胶原蛋白，是人体内含量最多的蛋白质，生理性质和材料性能独特，具有较低抗原性、良好细胞适应性和增强皮肤代谢作用等，广泛存在于皮肤、骨骼与结缔组织中。
丝素蛋白具有类似胶原蛋白的性质，能促进细胞生长。
丝素蛋白因含有细胞结合结构域，利于细胞粘连，可作为胶原蛋白的替代品。
《天然丝素蛋白的提取工艺及其水凝胶性能研究》
《天然丝素蛋白的提取工艺及其水凝胶性能研究》一、引言天然丝素蛋白，作为自然环境中一种具有高度生物相容性和生物活性的天然高分子，具有独特的物理化学性质。
近年来，随着生物材料、医药、化妆品及食品工业的快速发展，天然丝素蛋白的应用领域不断扩大。
因此，研究其提取工艺以及水凝胶性能对于促进其广泛应用具有重要意义。
本文将重点研究天然丝素蛋白的提取工艺，并对其水凝胶性能进行深入探讨。
二、天然丝素蛋白的提取工艺（一）原料选择与准备天然丝素蛋白主要来源于蚕丝等动物纤维。
首先，选择质量上乘的蚕丝作为原料，经过清洗、干燥等预处理步骤，去除杂质和水分，为后续的提取工作做好准备。
（二）酶解法提取丝素蛋白采用酶解法提取丝素蛋白，通过加入适当的酶制剂，使蚕丝纤维在酶的作用下分解成丝素蛋白。
这一过程中需严格控制温度、pH值等参数，以最大限度地保证丝素蛋白的活性和纯度。
（三）分离与纯化酶解后得到的混合物需通过离心、透析等手段进行分离与纯化。
这一步骤的目的是去除杂质、降低分子量分布范围，从而得到纯度较高的丝素蛋白。
（四）干燥与保存将纯化后的丝素蛋白进行真空干燥，以去除残留的水分。
干燥后的丝素蛋白需密封保存，以防止其受潮和污染。
三、水凝胶性能研究（一）水凝胶的制备将提取得到的丝素蛋白与适量的交联剂混合，通过一定的工艺条件制备成水凝胶。
这一过程中需控制交联剂的种类和用量，以获得具有理想性能的水凝胶。
（二）水凝胶性能测试对制备得到的水凝胶进行一系列性能测试，包括溶胀性、力学性能、生物相容性等。
溶胀性测试可评估水凝胶在吸水过程中的性能；力学性能测试可了解水凝胶的抗压、抗拉等性能；生物相容性测试则可评估水凝胶在生物体内的反应和适应性。
（三）结果分析根据性能测试结果，分析不同因素对水凝胶性能的影响。
例如，交联剂的种类和用量、制备过程中的温度、pH值等参数均可能影响水凝胶的性能。
通过分析这些因素对水凝胶性能的影响，为优化制备工艺提供依据。
四、结论本文研究了天然丝素蛋白的提取工艺及其水凝胶性能。
丝素蛋白增强力致发光的原理
丝素蛋白增强力致发光的原理丝素蛋白这玩意儿，说起来有点玄乎，其实也就是咱们平常说的蚕丝蛋白。
这东西，你别看它轻飘飘的，其实劲儿大得很。
怎么个劲儿大法呢？这就得说到它的力致发光原理了。
这事儿得从蚕宝宝说起。
蚕宝宝吐丝，那丝可不是一般的丝，那是丝素蛋白。
这蛋白，分子结构特别，螺旋状的，像个小弹簧。
你用力一拉，它就发光。
为啥呢？因为这弹簧一拉，分子间的距离就变了，电子就从低能级跳到高能级，这一跳，能量就以光的形式释放出来，这就是发光。
我记得小时候，村里有个老蚕农，姓李，大家都叫他李老头。
李老头养蚕那是一绝，他家的蚕丝，拉出来的丝，比别家的亮。
我问他，李老头，你这丝咋这么亮呢？李老头嘿嘿一笑，说，小子，这你就不懂了吧。
他拿起一根丝，轻轻一拉，丝就发出微弱的光。
他说，这就是丝素蛋白的妙处。
李老头还跟我说，这丝素蛋白，不仅能发光，还能增强力。
怎么个增强法呢？他说，这丝素蛋白，分子间有氢键，这氢键，就像个小钩子，一拉一扯，就把力给传过去了。
所以，这丝，别看它细，其实劲儿大得很。
我那时候听得一愣一愣的，觉得这李老头真是个高人。
后来长大了，学了点化学，才知道，李老头说的那些，其实都是有科学依据的。
丝素蛋白，确实有这神奇的性质。
再后来，我去了城里，见到了更多的高科技。
科学家们用这丝素蛋白，做了很多研究。
有的把它用在医疗上，做成了生物材料，有的把它用在纺织上，做成了高强度的纤维。
这些，都是丝素蛋白的功劳。
所以，你看，这小小的蚕丝，其实藏着大大的学问。
丝素蛋白，不仅能让丝发光，还能增强力，真是神奇得很。
这事儿，让我想起李老头，想起他那嘿嘿一笑，想起他那根发光的丝。
这丝，不仅发出了光，也照亮了我的童年。
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丝素蛋白一、丝素蛋白的结构基础二、丝素蛋白的特点三、丝素蛋白的获取四、丝素蛋白的应用文献一《丝素蛋白作为生物材料的基础研究》蚕丝中的丝素蛋白作为纯天然生物高分子材料用于医用领域已经有很长历史, 而将其用于细胞培养的基质和组织工程, 是近年来丝素蛋白研究与应用的热点。
丝素蛋白完全可以用作细胞生长的表面基质, 可替代常用的胶原蛋白。
本文尝试应用丝素薄膜作为贴壁依赖型动物细胞的生长表面基质, 以研究丝素薄膜作为生物材料在细胞培养上的特性。
实验中以猪髋动脉内皮细胞(Po rcineiliac a r te ryendo the lia lce ll, 简称P IEC)为模型细胞, 同时用酸性成纤维生长因子(aF GF)对丝素薄膜进行处理, 以噻唑蓝(M T T)法的细胞计数测定方法, 通过与普通培养孔板上的对照实验, 观察此细胞株在丝素薄膜表面的粘附与生长等行为, 从而检验丝素薄膜的生物相容性, 并确定丝素薄膜经aF GF处理后对细胞吸附能力的强化。
丝素薄膜的制备: 将去蛹蚕茧放入煮沸的5g/L的N a2CO3 溶液中, 固液比为1∶15(g∶mL), 煮沸时间为40m in, 反复2次, 以脱除蚕丝中的丝胶蛋白。
煮沸后的丝素蛋白固形物用去离子水反复洗净, 在真空干燥箱中20°C干燥24h。
所得的丝素蛋白固形物放入500g/L的CaC l2溶液中, 固液比为1∶10,煮沸直至丝素蛋白完全溶解(15～30m in)。
将所得丝素2CaC l2 溶液抽滤去除杂质, 其滤液在透析膜中不断用去离子水透析2～3d以完全去除CaC l2, 得纯净的丝素蛋白溶液。
经SD S2PA GE凝胶电泳实验测得, 丝素蛋白在溶液中为相对分子质量分布于43 000～331 131u的连续体系。
配制蛋白质浓度为5～15m gömL的丝素蛋白溶液, 用移液器注入24孔孔板中, 在烘箱中40°C干燥24h以形成薄膜。
细胞培养实验前, 将U= 0. 8的酒精注满含有丝素薄膜的孔板或培养孔底部, 紫外照射30m in以上, 以对丝素薄膜进行灭菌。
然后在无菌条件下倾倒出酒精,用灭过菌的磷酸缓冲液反复润洗含有丝素薄膜的孔板, 以消除酒精对细胞生长的抑制作用。
丝素薄膜的酸性成纤维细胞生长因子溶液处理: 接种前, 用含10%小牛血清的DM EM培养基配置一定浓度的aF GF溶液, 无菌条件下用其浸润丝素薄膜24～48h, 细胞接种前倾倒尽aF GF溶液。
文献2《蚕丝素蛋白及其应用——阐述了丝素蛋白的组成、结构、性质和制备方法,及其综合利用现状》蚕丝由2种蛋白组成, 包围在蚕丝外层的是丝胶蛋白, 内层为丝素蛋白。
不同种类的蚕丝中, 丝素蛋白的含量不尽相同, 但大体上说, 丝素蛋白占蚕丝总质量的70%~ 80%。
组成和结构1.1 组成丝素蛋白由18种氨基酸组成, 其中有8种是人体所必需的氨基酸。
由于种类的不同, 柞蚕丝和桑蚕丝的丝素蛋白中氨基酸含量具有明显的差别, 详见表1。
除了碳、氢和氮元素外, 丝素蛋白还含有多种其他元素如钾、钙、硅、锶、磷、铁、铜等, 这些元素与丝素蛋白的性能及蚕吐丝的机理等有直接关系。
1. 2 结构丝素蛋白是一种纤维状蛋白, 由表层的无定形区和里层的结晶区构成。
其中结晶区包括2种结晶形态, 分别称为silkI型和silkII型。
在silkII中, 肽链的链段排列整齐, 相邻链段之间的氢键和分子间引力使它们结合的相当紧密, 抵抗外力拉伸的能力强, 柔软度低, 在水中难以溶解,对酸、碱、盐、酶及热的抵抗力较强。
无定形丝素中肽链的链段排列不整齐, 链段之间的结合力较弱, 易溶于水, 柔软度高, 抵抗外力拉伸的能力弱, 吸湿性强, 对酸、碱、盐、酶和热的抵抗力较弱。
在透射电镜和扫描电镜下观察, 丝素纤维的最基本结构单元是直径为10~ 50nm的微原纤, 微原纤聚集成数万纳米的原纤, 大约100根原纤再集合成十万纳米数量级的巨原纤, 巨原纤再聚集成几百万纳米的丝素纤维。
桑蚕丝素蛋白的氨基酸序列已经确定。
桑蚕丝素分子羧基末端的非重复区域含有较多的碱性氨基酸, 尤其是精氨酸。
而柞蚕丝素不仅含有碱性氨基酸, 还含有作为细胞粘附座而闻名的三肽序列: 精氨酸- 甘氨酸- 天门冬氨酸。
2 性质丝素蛋白具有多孔性和较高的吸水回潮率, 不溶于水, 可溶于高浓度的某些无机盐。
丝素蛋白在100℃时开始脱水, 从175℃开始逐步失重, 颜色由白变黄, 至280℃完全变黑, 305℃时分解。
丝素蛋白分子中因含酚羟基及其他结构, 易吸收紫外光而变性。
随着照射时间的增加, 丝素蛋白泛黄程度也增加, 特别是在有水的环境下, 泛黄程度加剧。
丝素溶液中丝素蛋白的构象为无规则卷曲结构, 在45℃下中速干燥固化得到含silk#结构的丝素膜; 温度高于45℃时, silkI向silkII转变。
丝素溶液干燥固化后的结构不但受温度影响, 还与干燥速度、溶液的酸碱度及组成有着密切的关系。
长时间常温下干燥的过程中有silkI的形成, 但最终会形成稳定的silkII; 当干燥速度过快时, 即使在50℃以上, 仍以无定形结构为主; 若溶液干燥初期pH值大于5, 则形成无定形结构; 若溶液干燥初期pH值小于5, 则形成silk∃; 若丝素水溶液中加入甲醇、乙醇等溶剂, 则形成silkII; 另外, 将丝素水溶液搅拌或将固态丝素快速拉伸, 则形成silkII; 将丝素水溶液放置于7kV的电场中时, 部分带极性的链段在电场的作用下定向排列, 使丝素构象形成silkII。
由此我们可以看出, 丝素溶液在受到外界刺激时, 很容易形成其比较稳定的结构形态silkII。
有些金属离子对丝素蛋白的构象有一定的影响。
在一定pH值条件下, Ni2+离子通过四配位的螯合作用诱导丝素蛋白silkII的形成;Viney根据电感耦合等离子体( ICP) 技术推测Ca2+ 的增加能使silkII的形成加速; 李贵阳等用NMR谱定量拟合的结果表明, Ca2+、Cu2+的存在有利于silkII的形成; Paola Taddei 发现Co2+的配位作用也对丝素蛋白的结构有着一定的影响.3 制备提取丝素蛋白的途径主要有2种: 从五龄蚕的丝腺中直接获得丝素蛋白; 从天然蚕丝或茧壳中提取丝素蛋白。
由于从蚕的丝腺中提取丝素蛋白的操作难度比较大, 所以在需要大量制备丝素蛋白的情况下, 人们多数采用第二种方法, 即从天然蚕丝中提取丝素蛋白。
从天然蚕丝或茧壳中提取丝素蛋白分为2个步骤: 蚕丝或茧壳的脱胶和丝素纤维的溶解。
3. 1 脱胶( 1) 马赛热皂液法( Marseillessoap)( 2) Na2CO3 脱胶法；( 3) 酶解脱胶法( 4) 尿素脱胶法( 5) 皂液脱胶法( 6) 水脱胶法3. 2 丝素纤维的溶解( 1)Ajisawa' s法;( 2) LiBr 溶解法;( 3) LiSCN溶解法;( 4) Ca( NO3)2 溶解法;4 应用丝素蛋白的应用非常广泛, 本文按照其作用机理把丝素蛋白的应用领域分为2大类: 生物材料和生物医学。
4. 1 生物材料( 1) 酶的固定化载体酶的固定化是指通过物理或化学方法将酶固定在某种载体上( 此时的酶或酶的衍生物仍具有很高的催化活性) 。
与游离酶相比, 固定化的酶对热、酸、碱的稳定性得到了相应的提高, 而且能轻易与底物和反应物分开、回收并反复利用。
丝素蛋白是天然的高分子蛋白, 具有独特的分子结构、优异的机械性能、良好的吸湿和保温性能、以及抗微生物性能, 是一种理想的酶固定化载体材料。
以丝素蛋白作为固定化载体的形式有3种: 丝素纤维固定化载体、丝素粉末固定化载体和丝素膜固定化载体。
( 2) 生物传感器将生物活性物质材料用做敏感元件, 配以适当的换能器构成的分析系统称为生物传感器。
其原理为: 待测物质经扩散作用进入固定化生物敏感膜,经过分子识别, 发生生物学反应, 产生的信息被相应的化学或物理换能器转变成可定量处理的电信号, 再经二次仪表放大输出从而获得待测物质含量的信息。
生物传感器中研究和应用最多的是酶传感器。
丝素膜是一种优良的酶固定剂, 它的优点在于不需要任何交联剂, 只需通过物理作用和化学处理, 如改变温度、pH值、溶剂、拉伸等就可以完成。
因此, 它减少了酶的失活, 扩大了酶活性的pH值范围, 提高了酶的利用效率, 且丝素膜对大多数溶剂都相当稳定, 具有一定的强度和弹性。
除了酶传感器外, 丝素蛋白膜还可用于免疫传感器和神经传感器。
( 3) 组织工程支撑材料组织工程是将组织细胞粘附在一种生物相容性良好, 可在人体内逐步被降解吸收的支架材料上, 并提供营养使之扩增, 在体外形成细胞——生物材料复合物, 然后将这种复合物植入肌体内, 在支架材料逐步被人体降解吸收的同时, 细胞不断增殖并分泌基质, 最终形成具有与原来特殊功能和形态相应的组织和器官, 从而达到修复创伤和重建功能的目的。
组织工程中支架的材料必须符合以下基本要求: 具有足够的机械强度以支持细胞分化增生; 材料来源充足, 易于重复制作、加工成型; 良好的生物相容性, 其本身及降解产物对细胞和肌体无毒性,不会或较少引起炎症和免疫排斥反应; 有适度的生物降解速率, 且该降解速率需和组织再生的速率相匹配, 最后可被完全吸收或安全排出体外; 良好的表面相容性, 即材料表面具有足够的细胞吸附能力, 有利于细胞的粘附和生长。
丝素蛋白正是由于比较符合上述性质要求, 在生物材料领域得到了日益广泛的应用。
而将其用于细胞培养的基质, 或对一些生物高分子进行修饰, 改善他们的生物性能, 使其适用于组织工程, 更是近年来丝素蛋白应用研究的热点。
人们更希望将天然生物大分子与合成高分子结合起来, 从而得到性能优异的支架材料, 以满足在组织工程中对支架材料的多方面性能要求。
近年有人把丝素蛋白用做透析膜和隐形眼镜的材料。
4. 2 生物医学( 1) 人工器官或组织丝素制造人工器官的热点主要集中在人造皮肤上。
已有暂时性皮肤替代物应用于烧伤的临床治疗, 其透明性使观察创面的情况较为容易, 创面的痛感较弱, 丝素膜与创口结合紧密, 不易融化, 可防止感染, 保持良好的透气性, 再加上丝素对皮肤细胞的生长促进功能, 使其愈创效果更显突出。
目前, 有人正在研制含抗菌药物的丝素膜, 其不仅具有丝素创面保护膜优良的物理、化学和生物学性能, 还具有良好的杀菌作用, 可作为一种抗感染的创面覆盖材料应用。
由于蚕丝的强度和弹性系数与生物体的肌腱有近似的数值, 具有良好的生物亲和性, 因此, 有学者开展了人工肌腱与韧带方面的研究。
在绢丝中导入带电化合物, 改质后的丝素钙的凝集量比无处理的绢丝有大幅度的增加, 特别是导入磷酸基的绢丝中,钙的凝聚量比无处理的绢丝高10倍以上, 可望用于开发人工肌腱与人工韧带。