改性丝素蛋白的结构及其机理的研究

发布时间：2017-04-28 17:17

  本文关键词：改性丝素蛋白的结构及其机理的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，丝素蛋白作为一种具有可调控多级结构、优异力学性能以及良好生物相容性的天然生物材料，在组织工程、药物缓释、超级电容器等其它领域都有巨大的潜在运用价值。众多的改性方法中通过添加功能材料改性丝素蛋白是目前研究的热点。在本论文中，我们研究了由喂食一系列化学结构相似却带有不同端基官能团的罗丹明荧光染料（荧光素钠盐、罗丹明B、罗丹明101、罗丹明110、吖啶橙）获得的丝素蛋白纤维，提出了选择和设计添加剂的普适原则以及添加剂对丝素蛋白二级结构的影响；此外，我们还研究了丝素蛋白-氧化石墨烯共混薄膜的二级结构、热力学和经水热蒸汽处理后构象转变动力学的研究，我们初步揭示了碱性氧化石墨烯对丝素蛋白二级结构的影响和机理。主要结果如下： （1）喂食添加剂的选择和设计：根据经典的体内丝素蛋白胶束模型，添加剂首先应当低毒性且具有一定溶解度或者可以均匀分散在水中；其次应当有合适的分子尺寸和两亲性结构，使其能进入体液和丝素蛋白胶束疏水区域；此外，最为重要的，还应具有低等电点，因为它是确保丝素蛋白胶束能够识别添加剂的关键因素。 （2）喂食添加剂对丝素蛋白二级结构的影响：四种喂食添加剂都使得丝素蛋白中silk I含量增加（silk II减少）；silk I（silk II）含量对喂食添加剂（罗丹明B）含量具有一定的依赖性，随着添加剂含量的增加而增加（减少）。 （3）碱性氧化石墨烯对丝素蛋白二级结构的影响：在与丝素蛋白形成氢键的同时，碱性氧化石墨烯可以增加丝素蛋白分子内氢键，从而使得丝素蛋白能够形成稳定的-螺旋构象。-螺旋构象和碱性氧化石墨烯巨大的空间位阻提高了丝素蛋白的玻璃化转变温度。并且碱性氧化石墨烯含量过高时，会降低对丝素蛋白的作用，使其玻璃化转变温度下降，，但是依然高于纯丝素蛋白的玻璃化转变温度。 （4）碱性氧化石墨烯对丝素蛋白构象转变动力学的影响（经水热蒸汽处理）：丝素蛋白构象转变动力学过程有三个阶段。碱性氧化石墨烯在这一过程中起到稳定-螺旋构象的作用，抑制了-螺旋构象向-折叠构象转变。 （5）丝素蛋白对碱性氧化石墨烯热稳定性的影响：丝素蛋白可以提高碱性氧化石墨烯的热稳定性。T=192.2-k v，其中系数k，此体系为42.9，反映的是丝素蛋白对碱性氧化石墨烯热稳定性影响程度；T为分解放热峰峰值对应的温度；为碱性氧化石墨烯的含量。 （6）纯丝素蛋白玻璃化转变温度对升温速率的响应性：非“水-丝素蛋白”体系引起的Tg（1）以及Tg（2）都对升温速率具有很好的线性响应性，k1=0.8610-3，Tg（1）；k32=3.810-，Tg（2）。由于k2/k14.5，所以Tg（1）处的玻璃化转变很有可能是比丝素蛋白链段更小的尺寸单元运动引起的次级转变或是在Tg（2）处玻璃化转变之前的预有序排列过程。
【关键词】：丝素蛋白 荧光染料 氧化石墨烯 二级结构 玻璃化转变温度
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-33
• 1.1 蚕丝的概述11-13
• 1.1.1 蚕丝的组成11-12
• 1.1.2 蚕丝的结构12-13
• 1.2 丝素蛋白的概述13-20
• 1.2.1 丝素蛋白的序列及结构13-14
• 1.2.2 丝素蛋白的自组装机理14-15
• 1.2.3 丝素蛋白自组装结构的控制及机理15-19
• 1.2.4 丝素蛋白的红外光谱解析19-20
• 1.3 改性丝素蛋白及其应用20-23
• 1.3.1 荧光改性丝素蛋白20-21
• 1.3.2 丝素蛋白基碳材料在超级电容器中的运用21-22
• 1.3.3 丝素蛋白的复合材料22-23
• 1.4 氧化石墨烯的概述23-25
• 1.4.1 氧化石墨烯的制备24
• 1.4.2 氧化石墨烯的结构24-25
• 1.4.3 氧化石墨烯的运用25
• 1.5 课题的提出25-26
• 参考文献26-33
• 第二章 体内荧光丝素蛋白分子识别机理33-49
• 2.1 引言33-34
• 2.2 实验部分34-37
• 2.2.1 实验原料34-35
• 2.2.2 实验过程35-36
• 2.2.3 结构表征与性能测试36-37
• 2.3 结果与讨论37-45
• 2.3.1 荧光染料在丝素蛋白和丝胶蛋白中的含量37-39
• 2.3.2 等电点 (pI) 分析39-40
• 2.3.3 荧光染料对二级结构的影响40-44
• 2.3.4 荧光染料对力学性能的影响44
• 2.3.5 丝素蛋白纤维吸收荧光染料的机理44-45
• 2.4 本章小结45
• 参考文献45-49
• 第三章 丝素蛋白-氧化石墨烯共混薄膜的研究49-67
• 3.1 引言49-50
• 3.2 实验部分50-53
• 3.2.1 实验原料50
• 3.2.2 实验过程50-52
• 3.2.3 结构表征与性能测试52-53
• 3.3 结果与讨论53-63
• 3.3.1 氧化石墨烯的表征53-55
• 3.3.2 丝素蛋白-氧化石墨烯共混薄膜的表征55-59
• 3.3.3 丝素蛋白-氧化石墨烯共混薄膜水热蒸汽处理59-62
• 3.3.4 丝素蛋白和碱性氧化石墨烯作用机理62-63
• 3.4 本章小结63-64
• 参考文献64-67
• 第四章 总结与展望67-68
• 攻读学位期间发表的学术论文68-69
• 致谢69

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张凤林;娄齐年;聂磊;周丽霞;王安皆;王娜;于振诚;;家蚕突变型灰黑蛾杂交性状调查与遗传分析[J];山东农业科学;2009年06期

2 罗尤海;代方银;鲁成;;家蚕突变型浓黑蛹的遗传分析研究[J];安徽农业科学;2006年14期

3 梅兴林;李木旺;汪生鹏;;家蚕裸蛹突变系统的研究进展[J];安徽农业科学;2011年22期

4 肖丽蓉;张友洪;周安莲;肖文福;肖金树;杨文娟;李方方;;外源海藻糖对家蚕生长和茧丝品质的影响[J];安徽农业科学;2012年03期

5 朱水芬;陈松;廖鹏飞;吴克军;杨文;;家蚕抗病性与经济性状的相关性研究[J];安徽农业科学;2012年14期

6 曾晓英;周顺珍;黄桂辉;刘靓琼;;家蚕平面丝加工丝棉被初探[J];北方蚕业;2008年02期

7 颜若曦;赵东旭;刘永东;杨新林;;中分子量水溶性丝素蛋白的制备与表征[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年11期

8 金媛;张耀鹏;杭怡春;邵惠丽;胡学超;;不同剪切速率下高浓度再生丝素蛋白水溶液性质与结构的研究[J];材料导报;2011年22期

9 翁宏飚,牛宝龙,孟智启,徐孟奎;家蚕丝素基因的研究进展[J];蚕桑通报;2002年04期

10 沈以红;;基因组时代荧光原位杂交技术在家蚕研究中的应用[J];蚕学通讯;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 艾均文;孟繁利;贾孟周;李章宝;何行健;朱勇;向仲怀;;昆虫细胞色素P450的研究进展[A];中国蚕学会第六届青年学术研讨会论文集（3）[C];2009年

2 陈安利;赵巧玲;张国政;裘智勇;夏定国;沈兴家;郭锡杰;;家蚕死卵突变体l-e~m的卵蛋白分析[A];中国蚕学会第六届家蚕和柞蚕遗传育种学术研讨会论文集[C];2009年

3 赵巧玲;裘智勇;夏定国;刘震玲;沈兴家;;家蚕新突变体水锈无眼纹和紫皮无眼纹的发现及其遗传分析[A];中国蚕学会第八届暨国家蚕桑产业技术体系家（柞）蚕遗传育种及良种繁育学术研讨会论文集[C];2011年

4 陈孟婕;陈新;;负载紫杉醇丝蛋白纳米微球的研究制备[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C];2010年

5 朱玉超;周永华;叶红齐;;Pd/Graphene/堇青石整体式催化剂的制备与性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

6 张晓琼;丁明玉;;石墨烯及氧化石墨烯包覆二氧化硅高效液相色谱固定相的制备及其保留机理研究[A];第七届全国仪器分析及样品预处理学术研讨会论文集[C];2013年

7 王婕;申来法;丁兵;聂平;

本文编号：333246