转基因蚕丝丝素膜的制备与性能表征

以转入蜘蛛丝蛋白基因的转基因家蚕的蚕丝为材料,用普通的流延成膜法即可将转基因蚕丝丝素溶液制备成丝素膜。以分别加入或未加入1%甘油的转基因蚕丝丝素膜和普通蚕丝丝素膜作为测试样品,通过傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)及机械性能测试和扫描电子显微镜(SEM)观察等手段表征转基因蚕丝丝素膜的结构与性能变化。与含1%甘油的普通蚕丝丝素膜比较,含1%甘油的转基因蚕丝丝素膜仍旧含有较多的无规卷曲和α螺旋结构,膜的表面较为粗糙,水蒸气透过量增加了15%~20%,水中溶失率略有增加(为22%),应变增加了1倍左右(为38.5%),耐久性也更优(为164次±11次)。此外,转基因蚕丝丝素膜和普通蚕丝丝素膜与1%甘油共混后,膜的结构和性能均得到明显改善。研究结果表明,含蜘蛛丝蛋白的转基因蚕丝丝素膜的结构较松散,表面孔隙变大,力学性能改善,更具有作为生物医用材料应用的优势。     

不同条件制备的血管样蚕丝编织物小口径管状支架及其形态结构与细胞毒性测定

为了开发适合临床应用的新型人工血管,以蚕丝编织物为芯层,模拟天然血管组织结构制备了一种丝素蛋白(SF)多孔管状支架。研究丝素蛋白与交联剂聚乙二醇双环氧甘油醚(PEG-DE)的配比、丝素蛋白浓度和冷冻温度对管状支架成型及结构的影响,并进行管状支架的体外细胞毒性试验。交联剂和丝素蛋白的配比与管状支架上丝素蛋白的覆盖度密切相关,SF与PEG-DE的质量比在1.0∶0.5~1.0∶1.0范围内,管状支架成型较好;丝素蛋白浓度越高,管状支架内部孔径越小,孔密度越高;冷冻温度越低,管状支架孔径越小。通过调节丝素蛋白浓度和冷冻温度可以控制支架内部孔径在50~300μm之间。采用MTT法测定PEG-DE交联的丝素蛋白管状支架没有明显的细胞毒性,具有进一步临床应用研究的价值。     

柞蚕丝素/丁二醇多孔材料的制备及性能测试

为了降低柞蚕丝素多孔支架材料的水溶性,采用硫氰酸锂(LiSCN)溶液溶解柞蚕丝素纤维得到再生柞蚕丝素蛋白溶液,加入一定量的1,4-丁二醇溶液后,利用冷冻干燥方法制备出平均孔径380～1 050μm、孔隙率82%～92%的柞蚕丝素/丁二醇多孔支架材料。用扫描电子显微镜观察柞蚕丝素/丁二醇多孔材料的内部孔呈长梭形,在大孔孔壁上分布着一些小孔,孔与孔之间相互贯通,且孔壁表面粗糙,有凸起的纳米颗粒与纳米纤维附着在孔壁上。采用X-射线衍射法、红外光谱法对柞蚕丝素/丁二醇多孔材料的结构进行表征,并测定丝素蛋白溶失率,结果表明:纯柞蚕丝素蛋白形成的多孔材料主要以α-螺旋结构为主,其蛋白溶失率达到30%左右;加入1,4-丁二醇后,柞蚕丝素蛋白的聚集态结构逐渐向β-折叠结构转变,材料的溶失率也随之减小。对柞蚕丝素/丁二醇多孔材料的压缩性能测试显示其具有一定的力学性能,当多孔材料压缩30%时,丝素蛋白质量浓度为20 mg/mL的多孔材料的压缩应力可以达到16.5 kPa,且随着丝素蛋白质量浓度的提高,材料的压缩强度逐渐增大。试验结果显示,采用冷冻干燥方法制备的柞蚕丝素/丁二醇多孔支架材料,具有溶失率低、孔径可控、孔隙率高及力学性能好的特点。     

蚕桑资源多元化利用讲座(6)

正5蚕丝的利用蚕丝由丝素蛋白和丝胶两部分组成,丝胶包在丝素蛋白的外部,约占重量的25%,丝素蛋白是蚕丝中主要的组成部分,约占重量的70%,蚕丝中还有5%左右的杂质。丝素蛋白中包含18种氨基酸,其中侧链较为简单的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的85%,三者的摩尔比为4∶3∶1。丝素结构较为简单,就一级结构而论,经常出现一些序列相同或相似的重复肽     

不同结构丝素蛋白对羟基磷灰石结晶的调控作用

探讨不同结构丝素蛋白对羟基磷灰石结晶的影响,可为羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料应用于骨组织工程支架材料的研究提供依据。用中性盐水解的方法获得以无规卷曲结构为主的丝素蛋白(SF),再经乙醇处理得到具有β-折叠结构的丝素蛋白(ALSF)。以两种不同结构的丝素蛋白作为羟基磷灰石(HA)沉积的有机模板,通过共沉淀的方法获得HA/SF和HA/ALSF复合粉末。利用红外吸收光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对复合材料样品进行检测和分析表明,2种丝素蛋白均对HA晶体的形核和生长产生影响,但不同结构丝素蛋白调控生成的复合材料其形貌和结晶尺寸有所不同。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

东华大学牛欠欠等利用氢氧化钠/尿素溶液,在-12℃低温下对脱胶蚕丝进行处理,逐级剥离出平均厚度0.4nm左右的纳米丝素。在这种温和处理条件下,溶剂不能完全破坏蚕丝纤维的纳米结构,但不同条件会影响纳米蚕丝的大小。分子动力学模拟表明,使蚕丝蛋白分子链间氢键断裂所需的平均作用力比断裂β-片层间的范德华相互作用力大40%,因此可以对蚕丝进行剥落处理。获得的新型纳米蚕丝含有1个β-片层和无定型的丝素蛋白分子,这可看作丝素的基本结构层次。这种单一β片层超薄新型纳米蚕丝的获得为制备更坚韧的丝基材料或提高各种应用材料的功能性和耐久性提供了有效方法。基于新型纳米蚕丝的层次结构模型,可以更深入研究丝基材料结构与性能之间的关系。     

促细胞生长再生复合丝素蛋白电纺丝非织布的性能

利用家蚕丝素蛋白独特的力学和生物学特性,以电纺蚕丝纤维为载体,通过加入含有细胞粘附构型肽段(TGRGDSPAS)8的纯化细胞粘连性蛋白,改善丝素蛋白在促细胞生长方面的生物学功能。红外光谱检测表明,加入10%的细胞粘连性蛋白并不会明显影响丝素蛋白电纺丝的α-螺旋和β-构象,细胞培养试验中也表现出促进细胞增殖的作用,其活性细胞数目较单纯丝素蛋白纤维上的活性细胞增加,约为1.5×104cm-2,并对细胞形态没有影响。电镜扫描显示,以加入10%细胞粘连性蛋白后的电纺蚕丝纤维直径仍呈均匀分布状态。依据研究结果认为,以加入细胞粘连性蛋白的再生复合丝素蛋白电纺丝非织布纤维作为生物医学材料,具有更加良好的应用前景。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 YAZAWA K,ISHIDA K,MASUNAGA H,HIKIMA T,NUMATA K.Influence of water content on theβ-sheet formation,thermal stability,water removal and mechanical properties of silk materials.Biomacromolecules,2016,17(3):1057-1066题目水分含量对家蚕丝素蛋白膜的热稳定性和脱水性能及机械性能的影响摘要家蚕丝具有卓越的机械性能且质地轻盈,通常作为纺织服饰材料,而要将家蚕丝作为一种结构材料应用于工业领域,则需对其热性能、机械性能等进行深入研究。已知水分子会影响蚕丝的玻璃态转化,但水分含量对蚕丝其他热性能的影响尚不清楚。日本理化研究所YAZAWA等以家蚕丝为材料制备了不同水分含量的丝素蛋白膜,调查水分含量对丝素蛋白膜的结晶度、热失重性能及脱水过程的影响。热失重分析表明,     

丝素蛋白微载体药物递送系统的研究进展

家蚕丝素蛋白是一种天然的高分子,具有生物相容性、可降解性和可塑性,在医药学领域有巨大应用前景.以丝素蛋白为材料构建的微载体药物递送系统能够有效运输药物至疾病部位,控制药物的释放行为,提高药物的治疗效率.本文介绍了药物载体递送系统概况,对丝素蛋白的结构、性能,丝素蛋白微载体药物递送系统形式,所装载药物分类及其在动物水平上的疾病治疗研究进行阐述,并对丝素蛋白微载体的现存问题和发展前景进行分析,为进一步开发丝素蛋白药物递送系统提供参考依据.     

蚕丝蛋白生物高分子材料的应用研究新进展

本文综述了浙江大学应用生物资源研究所生物资源高分子材料实验室近5年来在蚕丝蛋白（丝素和丝胶）高分子材料在高吸水材料、支架材料、医用生物材料等领域的应用研究成果。