本文關(guān)鍵詞：熒光探針法研究膠原蛋白體外自組裝行為及膠原纖維熱穩(wěn)定性，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著天然膠原在生物醫(yī)學組織工程中應用范圍的不斷拓展,膠原蛋白已成為生物醫(yī)學材料研究領域的熱點方向。與此同時,全球范圍內(nèi)頻繁爆發(fā)的瘋牛病、口蹄疫等人畜共患疾病的蔓延,導致哺乳動物來源的膠原存在的生物安全性問題愈加明顯,而魚源膠原具有來源廣、價格低、生物安全性好的優(yōu)勢,因此利用魚源膠原替代哺乳動物來源的膠原以滿足生物醫(yī)學材料領域的應用需求已成為必然趨勢。目前,針對魚源膠原的研究尚不系統(tǒng)和深入,特別是對于魚源膠原分子行為學及其纖維化產(chǎn)物性能的信息尚未完全掌握,這在很大程度上影響了魚源膠原產(chǎn)品的進-步開發(fā)和應用。本研究嘗試運用特異性熒光探針跟蹤膠原蛋白的體外自組裝行為并展開膠原纖維熱穩(wěn)定性能的系統(tǒng)研究工作,為魚源膠原蛋白在功能生物材料中的應用和新產(chǎn)品的開發(fā)提供理論基礎。以烏鱧魚酶溶性膠原蛋白(PSC)為主要研究對象,通過引入熒光探針硫磺素-T和芘,利用組裝過程中膠原分子結(jié)構(gòu)和溶劑微環(huán)境的改變所引起的探針熒光光譜特征性變化,追蹤膠原的成纖維行為,并與傳統(tǒng)的濁度實驗方法進行比較。實驗結(jié)果表明,硫磺素-T不影響膠原的自組裝行為,并能通過與膠原纖維的特異性結(jié)合導致熒光強度的變化。對比濁度實驗和熒光強度實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),在膠原組裝進程中,硫磺素-T熒光強度變化曲線與濁度實驗變化曲線趨勢基本一致,證實熒光探針方法可以有效的追蹤膠原體外組裝過程中的細微變化。同時,在熒光曲線中,膠原微纖維形成時間較濁度實驗提前,而組裝平衡時間卻滯后,說明熒光探針硫磺素-T能更靈敏的對膠原組裝過程中的細微變化進行表征；在膠原溶液體系中,添加疏水性熒光探針芘后,其特征熒光光譜也會隨膠原組裝進程的變化而發(fā)生改變,但熒光光譜變化曲線與濁度曲線并不一致,因為其熒光光譜的變化主要受膠原纖維形成后溶劑體系極性變化的影響,表現(xiàn)為在組裝初期,熒光特征比值短暫上升,但隨著組裝進程的延長,其熒光特征比值逐漸下降。與濁度實驗方法和硫磺素-T熒光法相比,熒光探針芘對于膠原組裝后期纖維的聚集狀態(tài)有較好的監(jiān)測效果。在此基礎上,進一步利用熒光探針硫磺素-T對膠原纖維的熱解離行為進行研究。研究結(jié)果表明,組裝膠原纖維在受熱后可出現(xiàn)纖維的解離現(xiàn)象,但其解離溫度低于膠原的熱變性溫度,解離速度隨溫度的增加而提升。利用CD法測定烏鱧魚、牛蛙和豬皮膠原的起始熱變性溫度分別為46℃、47℃、51℃,而熒光法測定其膠原纖維的熱解離溫度分別為39℃、37℃、42℃。SEM、TEM和DSC等分析結(jié)果表明,當膠原纖維在高于纖維解離溫度而低于膠原變性溫度條件下進行熱處理時,膠原纖維可發(fā)生解離行為但仍保持完整的三螺旋分子結(jié)構(gòu)。在上述研究的基礎上,利用熒光探針硫磺素-T進一步研究了不同組裝條件下膠原纖維熱穩(wěn)定性能的變化情況。通過改變組裝條件研究不同膠原纖維的熱解離行為,并對不同種類的膠原進行活化能量化比較分析。研究結(jié)果表明：在不同組裝溫度(20℃、25℃、30℃)和不同組裝時間(30min、1h、8h、12h、24h)的條件下,烏鱧魚膠原纖維的熱解離溫度均為39℃,說明盡管存在組裝條件和組裝速度的差異,但組裝膠原纖維產(chǎn)物的解離溫度是一致的,說明維系膠原纖維形成和穩(wěn)定的物理、或化學鍵合的種類沒有發(fā)生改變；膠原纖維熱解離活化能測定結(jié)果表明,隨著組裝時間的延長,魚源膠原纖維熱解離的活化能依次增大,組裝12h的解離活化能明顯大于組裝1h的解離活化能,但組裝12h和組裝24h的解離活化能幾乎不變,說明延長組裝時間,膠原纖維中膠原單分子間結(jié)合得越緊密；對于不同物種膠原纖維的解離活化能的測定,結(jié)果表明,它們之間亦存在明顯差異,大小依次為：豬皮牛蛙烏鱧魚。
【關(guān)鍵詞】：膠原蛋白 烏鱧魚 硫磺素-T 芘 體外自組裝 纖維熱解離 纖維熱穩(wěn)定性
【學位授予單位】：武漢輕工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 膠原蛋白簡介12-14
• 1.1.1 膠原蛋白的分類及其分布12
• 1.1.2 膠原蛋白的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.1.3 膠原蛋白的生物學功能13-14
• 1.2 魚源膠原蛋白的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 膠原蛋白的體外自組裝行為15
• 1.4 熒光探針技術(shù)在膠原蛋白領域中的應用15-16
• 1.5 立題依據(jù)16-17
• 1.6 研究內(nèi)容17-19
• 1.6.1 研究思路17-18
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容18
• 1.6.3 創(chuàng)新點18-19
• 第二章 利用熒光探針硫磺素-T與芘研究魚源膠原蛋白自組裝進程19-29
• 2.1 材料與方法19-20
• 2.1.1 實驗材料19
• 2.1.2 試劑與儀器19-20
• 2.2 實驗方法20-22
• 2.2.1 膠原內(nèi)源性熒光分析20
• 2.2.2 硫磺素-T的熒光光譜學及熱穩(wěn)定性分析20-21
• 2.2.3 硫磺素-T監(jiān)測膠原自組裝行為進程21
• 2.2.4 芘的熒光光譜學分析21
• 2.2.5 利用芘監(jiān)測膠原自組裝過程中體系微環(huán)境的極性變化21-22
• 2.3 結(jié)果與討論22-27
• 2.3.1 膠原內(nèi)源性熒光分析22
• 2.3.2 硫磺素-T的熒光光譜學及熱穩(wěn)定性分析22-24
• 2.3.3 硫磺素-T監(jiān)測膠原自組裝行為進程分析24-25
• 2.3.4 芘的熒光光譜分析25-26
• 2.3.5 利用芘監(jiān)測膠原自組裝過程中體系微環(huán)境的極性變化26-27
• 2.4 小結(jié)27-29
• 第三章 利用熒光探針硫磺素-T研究膠原纖維熱解離行為29-41
• 3.1 材料與方法29-30
• 3.1.1 實驗材料29
• 3.1.2 試劑與儀器29-30
• 3.2 實驗方法30-33
• 3.2.1 圓二色譜法測定不同種類膠原的熱變性溫度30
• 3.2.2 利用熒光探針技術(shù)觀察魚源膠原纖維的熱解離現(xiàn)象30-31
• 3.2.3 利用熒光探針測定魚源膠原纖維的熱解離溫度31
• 3.2.4 掃描電鏡與纖維粒徑分析31-32
• 3.2.5 透射電鏡分析32
• 3.2.6 纖維殘留率的測定32
• 3.2.7 DSC分析32-33
• 3.2.8 統(tǒng)計學檢驗處理33
• 3.3 結(jié)果與討論33-39
• 3.3.1 圓二色譜法對不同種類膠原熱變性溫度的分析33-34
• 3.3.2 利用熒光探針技術(shù)觀察魚源膠原纖維熱解離現(xiàn)象的分析34-35
• 3.3.3 利用熒光探針測定魚源膠原纖維熱解離溫度的分析35-36
• 3.3.4 掃描電鏡與纖維粒徑分析36-37
• 3.3.5 透射電鏡分析37-38
• 3.3.6 纖維殘留率的分析38-39
• 3.3.7 DSC分析39
• 3.4 小結(jié)39-41
• 第四章 利用熒光探針硫磺素-T開展組裝膠原纖維熱解離的定量分析341-51
• 4.1 材料與方法41-42
• 4.1.1 實驗材料41
• 4.1.2 試劑與儀器41-42
• 4.2 實驗方法42-43
• 4.2.1 不同種類膠原的纖維熱解離溫度的確定42
• 4.2.2 組裝溫度對魚源膠原纖維熱解離溫度的影響42
• 4.2.3 組裝時間對魚源膠原纖維熱解離溫度的影響42-43
• 4.2.4 不同組裝時間對魚源膠原纖維熱解離活化能的影響43
• 4.2.5 不同物種膠原纖維熱解離活化能的比較43
• 4.3 結(jié)果與討論43-49
• 4.3.1 不同種類膠原纖維的熱解離溫度的分析43-44
• 4.3.2 組裝溫度對魚源膠原纖維熱解離溫度的影響分析44-45
• 4.3.3 組裝時間對魚源膠原纖維熱解離溫度的影響分析45-46
• 4.3.4 不同組裝時間對魚源膠原纖維熱解離活化能的影響分析46-48
• 4.3.5 不同物種膠原纖維熱解離活化能的比較分析48-49
• 4.4 小結(jié)49-51
• 第五章 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-58
• 致謝58-59
• 附錄A59-60
• 攻讀學位期間的研究成果60

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：熒光探針法研究膠原蛋白體外自組裝行為及膠原纖維熱穩(wěn)定性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303178