基于酶促改性的抗氧化絲素膜的制備
本文關(guān)鍵詞:基于酶促改性的抗氧化絲素膜的制備,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:絲素蛋白作為天然的高分子,具有良好的機械性能和生物相容性,在醫(yī)學(xué)和組織工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。兒茶素是具有抗氧化作用的天然多酚化合物,對多種自由基具有清除功效。本文擬借助于生物酶法,將兒茶素接枝到再生絲素蛋白表面,提高絲素蛋白的抗氧化性能,拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。實驗中考察了酪氨酸酶對三種兒茶酚的催化氧化作用,探究了酶用量、氧氣濃度和反應(yīng)時間對氧化反應(yīng)的影響,借助于液相質(zhì)譜(LC-MS)研究了兒茶素的氧化機理;以紅外光譜法(FTIR)分析了酶催化兒茶素與氨基模型物(ε-聚賴氨酸,s-PLL)反應(yīng)的可行性;以凝膠電泳法(SDS-PAGE)、高效液相(HPLC)和核磁共振氫譜(1H-NMR)技術(shù)手段,探究了溶液中酶促絲素與兒茶素反應(yīng)后蛋白分子量分布及游離氨基數(shù)量的變化;結(jié)合DPPH和ABTS法測定了酶促絲素接枝兒茶素后膜材料的抗氧化性;通過計算NIH/3T3細胞在絲素膜樣品的存活率,評價了膜材料的生物相容性。研究結(jié)果表明,兒茶素在酪氨酸酶催化氧化過程中,不僅生成多巴、多巴醌類物質(zhì)氧化產(chǎn)物,還相互聚合生成部分二聚體;酶催化兒茶素與ε-PLL反應(yīng)后,產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中具有兒茶素的苯環(huán)特征,表明兒茶素被催化氧化接枝到氨基化合物模型物中。SDS-PAGE和HPLC的分析結(jié)果表明,絲素蛋白接枝兒茶素后其分子量增加,1H-NMR也驗證了酪氨酸酶催化兒茶素與絲素反應(yīng)后,體系中伯胺基數(shù)量減少,上述方法與手段證實兒茶素與絲素蛋白分子間發(fā)生反應(yīng)。絲素膜經(jīng)1 U/mL酪氨酸酶、0.3 mM兒茶素在pH 7、20-30-C處理后,獲得了一定的抗氧化性,且延長反應(yīng)時間有利于增加膜材料的抗氧化性。酶促兒茶素接枝的絲素膜經(jīng)過8 h洗滌后,其抗氧化性略高于未經(jīng)酶處理的對照樣,驗證了酶法構(gòu)建的抗氧化絲素膜有一定的持久性。從TG-DTG曲線可以看出,改性后絲素?zé)崃W(xué)性能無明顯變化,NIH/3T3細胞在絲素膜樣品及對照樣上存活率均≥80%,表明改性絲素膜有良好的生物相容性,在醫(yī)學(xué)及組織材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】:絲素蛋白 酪氨酸酶 兒茶素 抗氧化性
【學(xué)位授予單位】:江南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TS102.33
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-15
- 1.1 絲素蛋白8-9
- 1.1.1 絲素的組成與結(jié)構(gòu)8
- 1.1.2 絲素蛋白的改性8-9
- 1.1.3 絲素蛋白的其他用途9
- 1.2 酪氨酸酶的結(jié)構(gòu)和生理功能9-10
- 1.3 兒茶素10-13
- 1.3.1 兒茶素的種類及其結(jié)構(gòu)特點10-11
- 1.3.2 兒茶素的抗氧化機理11-12
- 1.3.3 兒茶素的應(yīng)用12-13
- 1.4 本課題研究的目的、意義和內(nèi)容13-15
- 1.4.1 研究的目的和意義13
- 1.4.2 本課題研究內(nèi)容13-15
- 第二章 實驗材料、儀器和方法15-21
- 2.1 實驗材料與試劑15-16
- 2.1.1 實驗材料15
- 2.1.2 實驗試劑15-16
- 2.2 實驗儀器16
- 2.3 實驗方法16-18
- 2.3.1 酪氨酸酶用量和氧濃度對兒茶酚催化氧化的影響16-17
- 2.3.2 酶催化氧化兒茶素體系溶氧量變化17
- 2.3.3 絲素蛋白溶液的制備17
- 2.3.4 絲素溶液濃度標定方法17
- 2.3.5 絲素蛋白膜的制備與醇化17
- 2.3.6 酪氨酸酶催化氧化絲素蛋白溶液17
- 2.3.7 酪氨酸酶催化兒茶素與絲素蛋白膜接枝17-18
- 2.4 測試方法18-21
- 2.4.1 多巴與多巴醌含量分析18
- 2.4.2 游離氨基含量分析18
- 2.4.3 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS)18
- 2.4.4 SDS-PAGE18-19
- 2.4.5 HPLC19
- 2.4.6 ATR-FTIR19
- 2.4.7 核磁共振氫譜(~1H-NMR)19
- 2.4.8 絲素蛋白膜抗氧化性測定19-20
- 2.4.9 電鏡掃描(SEM)20
- 2.4.10 熱重法-微商熱重法(TG-DTG)20
- 2.4.11 生物相容性20-21
- 第三章 酪氨酸酶催化氧化兒茶素的研究21-30
- 3.1 不同條件下對兒茶酚的催化效果21-25
- 3.1.1 時間對酪氨酸酶催化氧化兒茶酚的影響21-22
- 3.1.2 酪氨酸酶用量對酶催化兒茶酚的影響22-24
- 3.1.3 氧氣的濃度酪氨酸酶酶活催化兒茶酚的變化24-25
- 3.2 酶催化氧化兒茶素產(chǎn)物組成及反應(yīng)機制25-29
- 3.2.1 酪氨酸酶催化兒茶素氧化產(chǎn)物25-26
- 3.2.2 兒茶素酶催化氧化反應(yīng)機理探究26-29
- 3.3 酶催化氧化兒茶素處理后反應(yīng)液抗氧化性29
- 3.4 本章小結(jié)29-30
- 第四章 酶催化氧化兒茶素與絲素蛋白的反應(yīng)機制30-40
- 4.1 酶促兒茶素與氨基模型物反應(yīng)可行性30-32
- 4.2 酶促兒茶素接枝絲素蛋白的反應(yīng)性32-34
- 4.2.1 SDS-PAGE與HPLC表征改性絲素分子量32-33
- 4.2.2 兒茶素與絲素反應(yīng)中游離氨基的變化33-34
- 4.3 酶促兒茶素接枝絲素膜工藝與抗氧化相關(guān)性34-38
- 4.3.1 反應(yīng)時間對抗氧化性的影響35
- 4.3.2 反應(yīng)溫度對改性絲素膜抗氧化性的影響35-37
- 4.3.3 DPPH法評價酶促兒茶素接枝絲素的持久性37
- 4.3.4 ABTS法評價酶促兒茶素氧化與絲素膜接枝后持久性37-38
- 4.4 本章小結(jié)38-40
- 第五章 絲素膜的微觀結(jié)構(gòu)及其生物相容性40-45
- 5.1 酶催化氧化兒茶素處理對絲素膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響(SEM)40
- 5.2 酶催化氧化兒茶素處理絲素膜熱性能變化(TG-DTG)40-41
- 5.3 生物相容性41-44
- 5.3.1 細胞毒理性41-43
- 5.3.2 熒光染色觀察43-44
- 5.4 本章小結(jié)44-45
- 第六章 結(jié)論與展望45-47
- 6.1 結(jié)論45
- 6.2 不足之處及未來展望45-47
- 6.2.1 不足45
- 6.2.2 展望45-47
- 致謝47-48
- 參考文獻48-51
- 附錄:作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文51
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本文編號:324396
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