丝蛋白微胶囊的制备及其应用研究

发布时间：2020-05-29 16:53

【摘要】：乳化剂广泛应用于食品、化妆品、医药、催化剂等领域。传统两亲型小分子乳化剂不仅存在潜在毒性和炎症反应等问题,而且所制备乳液在不同环境下稳定性差,难以满足多个领域,特别是医用领域的应用需求。具有序列和尺寸可控性的多肽因其生物相容性好、功能可设计等优点被广泛用于乳化剂的研究,但复杂的合成过程、昂贵的成本,以及难以规模化制备的弊端极大限制了其应用。如何简单制备尺寸可调控、稳定性更好、满足不同需求的乳液是当前乳液研究的热点,受到材料工作者的普遍关注。相对于多肽类乳化剂,具有良好亲疏水性的高晶丝蛋白纳米纤维在成本、纯度、批量生产、生物相容性、可降解性、稳定性等方面具有明显的优势,因此本论文首先以一种高晶丝蛋白纳米纤维为基体,通过一步乳化法制备丝蛋白纳米纤维乳状液滴。通过调节丝蛋白纳米纤维溶液与有机相的比例和改变有机相的极性,得到尺寸为200nm-30μm的丝蛋白乳状液滴,证明了其尺寸可控性和普适性。随后我们研究了丝蛋白乳状液滴在不同温度、盐离子浓度和p H环境下的稳定性,以及所形成乳液中微胶囊的力学性能。结果表明,中空微胶囊弹性模量为27.4 MPa±1.7,力学性能优异。与多肽类乳液相比,丝蛋白纳米纤维乳状液滴在60o C和室温下可稳定储存6个月,且在更高盐离子浓度和酸性环境中具有出色的稳定性,综合性能显著优于多肽类乳化剂。进一步,利用此乳液实现了对油溶性量子点Cd SSe/Zn S的高效封装(82%),与广泛使用的水溶性Cd SSe/Zn S量子点相比,细胞成像中的荧光稳定性和荧光强度显著提高,证明了其在生物医学领域的良好应用价值。利用其特殊的表面多孔(3-8 nm)结构,将微胶囊进行碳化处理,制备出石墨化氮掺杂介孔(5-50 nm)碳材料,初步探究了其电化学性质,表现出良好的循环稳定性,在进一步优化碳化物组成和结果的基础上,有望在储能材料领域实现突破。综上所述,本论文以丝蛋白微胶囊的制备及其功能化为主线,利用高晶丝蛋白纳米纤维为模板,制备了一种尺寸可调、稳定性好的乳液,进而尝试了其在不同领域的功能设计,在细胞成像和储能材料方面评估了其潜在应用,为丰富丝蛋白材料的功能设计提供了新的思路。
【图文】：

丝蛋白,分级结构,材料,丝胶

言丝蛋白微胶囊的制备及其应白材料及其在乳化剂方面的研究现状蛋白的结构于蚕丝腺体的天然蚕丝，主要包括丝蛋白和丝胶两部分，其中丝蛋白含丝胶为 20-30%。丝蛋白分子量约为 2,286 kDa，，由 18 种氨基酸组成，5%[26]。丝蛋白分子中包括重链（H 链，分子量约 350 kDa），轻链（L 25.8 kDa）和糖蛋白 P25（分子量约 25 kDa）三个亚单元，三者比例是 6:6和轻链以二硫键连接，而 P25 糖蛋白则以非共价相互作用引入复合

复合微球,丝蛋白,量子点,皮下注射

的丝蛋白/聚乙二醇复合微球中并注入小鼠皮下，通过活体成像仪观察到4 μm复合微球和游离的量子点24 h后荧光淬灭，而由于更慢的量子点扩散速率，30 μm复合微球24 h后仍然具有良好的荧光稳定性（图1-2），上述研究表明丝蛋白/量子点复合材料
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ936

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