；培養(yǎng)2d后，涂有接枝物的肝細(xì)胞形成的單層與膠原相比稍顯圓滑和集中
，更有利于肝細(xì)胞的培養(yǎng)
。
5.2絲素/聚合體接枝物
為評(píng)估材料的親水性，Gotoh等分別測(cè)定了聚乙二醇/絲素接枝物（PEG-SF）和絲素（SF）的水分含量和接觸角
。結(jié)果發(fā)現(xiàn)
，PEG-SF含水率達(dá)380%，而SF只有32%
。這也說明了親水性PEG鏈接枝到絲素鏈上后
，增加了水分含量，從而提高了絲素材料的親水性
。
親水性的提高
，可以帶來其他性能的改變。Gotoh等以PEG-SF作細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
，與SF對(duì)照，比較細(xì)胞的生長(zhǎng)率
。結(jié)果顯示
，隨著時(shí)間的推移，SF上的培養(yǎng)細(xì)胞個(gè)數(shù)有了明顯的增加
，而PEG-SF則幾乎沒有變化
。從PEG-SF對(duì)細(xì)胞的低吸附性和低生長(zhǎng)率上可以得出，PEG-SF可以調(diào)控細(xì)胞粘附的數(shù)量和生長(zhǎng)速度
。
經(jīng)聚乳酸表面修飾過的絲素蛋白能夠提高造骨細(xì)胞與修飾后的膜之間的交互作用
，促進(jìn)細(xì)胞粘附和增值。
相類似的還有通過對(duì)精氨酸化學(xué)修飾
，來影響對(duì)纖維原細(xì)胞的附著能力
。
6總結(jié)展望
絲素蛋白材料具有良好的生物相容性，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景甚廣
。但是
，純絲素蛋白材料的力學(xué)性能等尚未達(dá)到實(shí)用性的要求，而改性的研究是一種良好的途徑
。
蠶絲蛋白的提取工藝
1.蠶種場(chǎng)削口繭及下腳絲一絲素蛋白一水解一過濾提純一濾液pH測(cè)試調(diào)整一濃縮一滅菌一成品
。
①削口繭、下腳絲去雜脫膠：即把蠶種場(chǎng)制種的削口繭殼內(nèi)的脫皮或繅絲廠的下腳絲中的雜質(zhì)剔除
，然后在一定濃度的弱堿溶液中煮沸半小時(shí)
，取出繭絲用水漂洗幾次擰干(脫膠)
。
②水解：嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度、浴比
、時(shí)間
、溶劑濃度等條件，掌握至多肽的形式終止水解
。
③過濾提純：濾去沒有完全水解的固體物質(zhì)及雜質(zhì)
。
④pH調(diào)整：用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整pH在6．5~7．0左右。
⑤濃縮：把pH調(diào)整后的水解液上柱在薄膜濃縮器上進(jìn)行濃縮
。
⑥滅菌：(濃縮后的水解蛋白液如在食品上應(yīng)用用酶制劑繼續(xù)酶解
，控制分子量在300~800左右中止，然后滅菌
。)加入微量防腐劑
，以防霉菌的滋生。
2．蠶絲蛋白絲素肽產(chǎn)品技術(shù)
、質(zhì)量指標(biāo)
絲素肽又名絲多縮氨酸(SILK Polypeplide)
，其多肽鍵的基本結(jié)構(gòu)為 其中Rl、R2……R
。為氨基酸側(cè)基
。 絲素肽含有十七種氨基酸
，其中人體所需的氨基酸幾乎具備
，特別是人體皮膚、毛發(fā)十分需要的營(yíng)養(yǎng)氨基酸(甘氨酸
、丙氨酸
、絲氨酸、酪氨酸)其含量占到氨基酸總量的80%以上
，這是其他水解蛋白所不可及的
。
2.1技術(shù)指標(biāo)：①外觀形狀：淡黃色透明液體，無特異氣味
，易溶于水
。②雙縮脲反應(yīng)為陽性，紫外吸收光譜在波長(zhǎng)200~240nm處有強(qiáng)吸收峰
。③pH值6～7
。④比重(d 2。o)1．000~1．050
。⑨蛋白質(zhì)含量：>/14%
。⑥氨基酸：共17種，每ml中含87mg以上
。⑦灰分：1%以下
。⑧重金屬汞
、砷、鉛分別在1ppm以下
。⑨細(xì)菌總數(shù)(個(gè)/m1)≤10
。⑩糞大腸桿菌、綠膿桿菌
、金黃色葡萄球菌均不得檢出
。
2.2質(zhì)量指標(biāo)：絲素肽是由天然蠶絲經(jīng)特殊工藝提取而成，因此
，氨基酸組成與含量是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一
；而絲素肽分子量的大小與護(hù)膚功效的發(fā)揮又有著密切的聯(lián)系. [編輯本段]絲素蛋白材料改性的研究進(jìn)展 絲素蛋白是一種從蠶絲中提取的蛋白質(zhì)，具有很好的生物相容性
，能制備成膜
、凝膠、微膠囊等多種形態(tài)的材料
，由于它獨(dú)特的理化性能
，目前絲素蛋白材料在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域被廣泛的研究，如固定化酶材料
、細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
、藥物緩釋劑、人工器官等等
。為了提高絲素蛋白的性能
，使其更好地應(yīng)用于生物材料領(lǐng)域，近年來
，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過不同方法對(duì)絲素蛋白進(jìn)行了化學(xué)修飾，取得了一些新的研究成果
。本文概述了絲素蛋白材料改性在提高絲素蛋白材料的力學(xué)性能
、熱穩(wěn)定性等理化性質(zhì)
；改變絲素蛋白材料對(duì)藥物的釋放速度
；賦予絲素蛋白材料抗血凝性
、對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)控性等方面的研究報(bào)道
。 絲素膜是被研究得最早和最深入的絲素材料
，它是由絲素溶液干燥而得
。經(jīng)不溶化處理后的絲素膜脆性
，是絲素膜的最大缺點(diǎn)
。造成不溶化處理后的絲素膜脆性的主要原因是：絲素蛋白質(zhì)大分子肽鏈上的肽鍵—CO—NH—中的C—N的鍵長(zhǎng)為0.132nm
，比C—N單鍵的鍵長(zhǎng)0.147nm要短一點(diǎn)
，比C=N雙鍵的鍵長(zhǎng)0.127nm要長(zhǎng)些，使肽鏈具有部分雙鍵的性質(zhì)
，剛性較大
，影響了絲素蛋白質(zhì)大分子主鏈的柔順性
。在經(jīng)不溶化處理過程中，絲素蛋白的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生從任意卷曲到β結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變
。在絲素蛋白發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后
，側(cè)鏈與側(cè)鏈間、側(cè)鏈與主鏈間以及分子與分子之間可形成大量的氫鍵結(jié)合
，產(chǎn)生大量的次級(jí)交聯(lián)點(diǎn),使絲素蛋白質(zhì)大分子更難以運(yùn)動(dòng)
，致使絲素膜的柔軟性、伸長(zhǎng)和彈性都較差
。不少研究通過共混
、接枝、交聯(lián)等方法
，以提高和改良絲素膜的力學(xué)性能
。
1.1共混改性
Freddi等曾報(bào)道過絲素蛋白/纖維素共混膜的性能。纖維素的加入可以有效地改變共混膜的力學(xué)性能
。拉伸斷裂強(qiáng)度隨著纖維素的含量從20%起呈線性增加
，斷裂伸長(zhǎng)率則在20%～40%間急速增加，而后趨于緩和
。含40%纖維素共混膜的柔韌度大約是純絲素膜的10倍
。共混膜柔韌度的提高由多種因素促成，如纖維素的力學(xué)性能的影響
；共混膜的吸濕性純絲素膜強(qiáng)
，含水率的提高有利于絲素膜的柔韌度提高；相鄰絲素蛋白鏈和纖維素鏈在無定形區(qū)內(nèi)的相互作用產(chǎn)生的影響等
。
李明忠等曾報(bào)道過關(guān)于絲素/聚氨酯共混膜的力學(xué)性能的研究
。結(jié)果表明，隨著聚氨酯所占比例的提高
，絲素/聚氨酯共混膜的斷裂伸長(zhǎng)率明顯增大
；當(dāng)聚氨酯所占比例大于40%時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率增長(zhǎng)速度明顯加快
。當(dāng)共混比例為50∶50時(shí)
，斷裂伸長(zhǎng)率從60.2%提高到226.2%。聚氨酯阻止了絲素蛋白質(zhì)大分子鏈段間產(chǎn)生過多的氫鍵結(jié)合
，降低了絲素的結(jié)晶度
，增加了可自由伸展鏈段，加上聚氨酯主鏈本身具備很好的柔順性
，所以共混膜的柔軟性
、彈性明顯比純絲素膜好。
最近，美國(guó)學(xué)者也曾做過這方面的實(shí)驗(yàn)
。聚乙烯氧化物（PEO）是一種具有很好生物相容性的聚合體
。他們?cè)诟邼饪s的絲素溶液（8%）中加入不同比例的PEO溶液制成共混膜，發(fā)現(xiàn)加入2%的PEO可以提高膜的強(qiáng)度
，而在其他濃度下膜的強(qiáng)度則降低
。這種現(xiàn)象可以用相分離來解釋。PEO和絲素蛋白兩種聚合體發(fā)生相分離
，阻止了絲素蛋白相內(nèi)的相互作用
。
當(dāng)PEO含量達(dá)40%時(shí)，共混膜的斷裂伸長(zhǎng)率可從原來的1.9%增加到10.9%
，因此
，PEO的加入有助于絲素蛋白柔韌性的提高。另外
，研究還發(fā)現(xiàn)PEO能方便地從共混膜上萃取
，因此，很容易控制膜的多孔性和表面粗糙程度
。
王朝霞等人研究了絲素/聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）共混膜的制備方法和性能
。結(jié)果表明，PVP與絲素蛋白共混后
，可使共混膜增加伸長(zhǎng)率
、吸濕性以及透氣性，改善了絲素創(chuàng)面保護(hù)膜的性能和應(yīng)用效果
。共混膜的強(qiáng)度隨PVP含量的增加而有所降低
。這是因?yàn)镻VP是完全非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，其分子呈無規(guī)卷曲狀
，故PVP的加入使共混膜的強(qiáng)度降低
。共混膜的伸長(zhǎng)率開始隨PVP的比例增加而下降，PVP/SF為2∶8時(shí)
，伸長(zhǎng)率較小
，只有13%左右。而后伸長(zhǎng)率又逐漸提高
。PVP/SF為3∶7左右時(shí)，伸長(zhǎng)率最大
，可達(dá)18%以上
。
關(guān)于絲素共混膜的研究還有絲素蛋白/海藻酸鈉共混膜[5]，絲素/明膠[6]等等
，都不同程度地增強(qiáng)了絲素膜的強(qiáng)度和彈性
。
1.2化學(xué)接枝改性
20世紀(jì)80～90年代，開展了較多的對(duì)絲素蛋白的接枝改性研究
。劉劍洪等曾用四價(jià)鈰鹽作引發(fā)劑
，引發(fā)絲素蛋白纖維接枝紫外吸收劑——2-羥基-4-丙烯酰氧二苯酮（HAOBP）
，雖然改善了絲素蛋白纖維的紫外穩(wěn)定性能，且力學(xué)性能卻大幅度地下降[7]
。為了解決這一問題
，劉劍洪繼續(xù)采用“無引發(fā)劑聚合”法在絲素蛋白纖維表面接枝HAOBP的可行性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)
，這種接枝聚合方法是一種更為有效的改性方法
。接枝0.6%HAOBP的絲素蛋白纖維，其熱穩(wěn)定性及紫外穩(wěn)定性均得到了顯著的改善
，但力學(xué)性能沒有下降
。
Tsukada等曾研究了甲基丙烯腈接枝絲素纖維后物理性能的改變。結(jié)果表明
，隨著接枝物甲基丙烯腈的加入
，絲素纖維的拉伸模量有所降低，這說明了接枝反應(yīng)使得絲素纖維變得更加柔軟且有彈性
。
除了家蠶絲的化學(xué)接枝外
，還有其他蠶絲的接枝共聚。Tsukada等研究了酸酐對(duì)柞蠶絲的化學(xué)修飾
。柞蠶絲經(jīng)LiSCN預(yù)處理后
，與酸酐發(fā)生酰胺化反應(yīng)。有意思的是
，無論LiSCN預(yù)處理還是酰胺化修飾
，共聚物的物理性能和熱行為幾乎沒有發(fā)生變化，但是預(yù)處理后含水率有所增加
，而酰胺化修飾后含水率卻線性下降
。柞蠶絲的這些性能為聚合反應(yīng)提供較寬的適用范圍，使得柞蠶絲很可能成為一種生物材料
。
1.3化學(xué)交聯(lián) 盧神州等以環(huán)氧氯丙烷和聚乙二醇（PEG）為原料
，在堿性催化下反應(yīng)得到聚乙二醇縮水甘油醚（PEGO），作為制備絲素蛋白膜的交聯(lián)劑
。隨PEG含量的增加
，膜的拉伸斷裂強(qiáng)度和楊氏模量減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大
、機(jī)械性能比純絲素膜有了明顯的提高
。 閔思佳等發(fā)現(xiàn)用二縮水甘油基乙醚作為交聯(lián)劑所制備的絲素蛋白質(zhì)凝膠（CFG）具有良好的強(qiáng)度和柔韌性
。根據(jù)制作條件可達(dá)壓縮強(qiáng)度大于100g/mm2,壓縮變形率大于60%
。另外，材料的力學(xué)強(qiáng)度跟絲素水溶液的濃度有關(guān)。4%（wt）的絲素蛋白質(zhì)水溶液的各種凝膠的強(qiáng)度和變形率均小于7%（wt）濃度的各種凝膠
。這是因?yàn)榻z素蛋白質(zhì)濃度低時(shí)
，形成的三維網(wǎng)目的結(jié)合點(diǎn)稀疏，因此
，凝膠強(qiáng)度較低
。要得到高強(qiáng)度CFG，除了合適的交聯(lián)劑等外
，還需有合適的絲素水溶液濃度
。 閔思佳等曾測(cè)試了酰胺化修飾絲素材料對(duì)離子型化合物的吸附釋放性能的影響。結(jié)果表明：經(jīng)修飾后絲素蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)為pH=6左右
，而天然的為pH=4左右
；與未修飾相比，經(jīng)修飾的絲素膜對(duì)陽離子化合物的吸附量減少
，對(duì)陰離子化合物的吸附量增加
，而且經(jīng)修飾的多孔絲素材料對(duì)陽離子化合物的釋放量增加，對(duì)陰離子化合物的釋放量則明顯降低
。因此
，認(rèn)為用羧基酰胺化修飾的方法，可在一定程度上改變絲素材料對(duì)離子型化合物的吸收釋放性能
。
另外
，用甲殼素交聯(lián)絲素蛋白膜可以獲得半滲透聚合體網(wǎng)狀物，對(duì)離子和pH具有很好的敏感性
，被期望用作人工肌腱
。有人曾用含有磁小體的交聯(lián)殼聚糖絲素膜作為藥物緩釋材料來調(diào)控5-氟尿嘧啶藥物釋放情況和磁反應(yīng)特性。結(jié)果表明
，交聯(lián)殼聚糖絲素膜的釋放程度和誘捕效率比純甲殼素微球體要好得多
，5-氟的釋放程度隨著交聯(lián)劑戊二醛濃度的增加而降低。 異丁烯?div id="d48novz" class="flower left">
；
；姿崮憠A（MPC）是一種新合成的磷酸膽堿聚合物。在沒有抗凝血?jiǎng)┑臈l件下
，也能有效地阻止血凝的發(fā)生
。把MPC聚合物接枝到絲素蛋白分子鏈上，可以很好地觀察到接枝物的抗血凝性
。Furuzono等通過異丁烯?div id="d48novz" class="flower left">
；；惽杷狨ィ∕OI）使絲素蛋白和MPC聚合體相互接枝
。通過測(cè)定血小板在MPC-SF上的粘附能力
，與原始絲素SF相比，血小板粘附量有了明顯的減少
。由此可以得出
，經(jīng)MPC修飾后的絲素材料的抗血凝性有所提高[17]。
此外
，硫化絲素也具有很好的抗血凝性
。它是通過絲素蛋白與硫酸或氯代硫酸在嘧啶溶液下反應(yīng)所得。硫化后的絲素能延長(zhǎng)血液凝固時(shí)間
，并且隨著硫酸基團(tuán)的增加
，抗血凝性也有了明顯的提高。 絲素材料具有良好的生物相容性
，可以用來做細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
。為了增強(qiáng)絲素蛋白材料的功能，如更強(qiáng)的抗菌抑菌性
，調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)速度等
，一些研究嘗試了化學(xué)改性的方法。
5.1絲素/低聚糖接枝物
N-乙炔-殼聚寡糖（NACOS）含有6個(gè)以上的單糖單元
，具有很強(qiáng)的抗菌性和抗腫瘤性
。將其接枝到絲素蛋白上后，并在0.6%殼聚寡糖/絲素接枝物（NACOS-SF）上培養(yǎng)大腸桿菌24h后發(fā)現(xiàn)
，此接枝物上大腸桿菌的細(xì)胞數(shù)目并沒有明顯的增加
，這就是低聚寡糖（COS）發(fā)揮了作用。因此
，NACOS-SF可以起到抗菌抑菌的效果
。
最近，Gotoh等報(bào)道了關(guān)于乳糖/絲素接枝物作為肝細(xì)胞粘附支架材料的研究
。他們利用氰尿酰氯（CY）把乳糖接枝到絲素蛋白主鏈上
，所得溶液制成膜，在其上培養(yǎng)肝細(xì)胞
，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞粘附能力是純絲素膜的8倍
，與膠原相當(dāng)；培養(yǎng)2d后
，涂有接枝物的肝細(xì)胞形成的單層與膠原相比稍顯圓滑和集中
，更有利于肝細(xì)胞的培養(yǎng)。
5.2絲素/聚合體接枝物
為評(píng)估材料的親水性
，Gotoh等分別測(cè)定了聚乙二醇/絲素接枝物（PEG-SF）和絲素（SF）的水分含量和接觸角
。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PEG-SF含水率達(dá)380%
，而SF只有32%
。這也說明了親水性PEG鏈接枝到絲素鏈上后
，增加了水分含量，從而提高了絲素材料的親水性
。
親水性的提高
，可以帶來其他性能的改變。Gotoh等以PEG-SF作細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)
，與SF對(duì)照
，比較細(xì)胞的生長(zhǎng)率。結(jié)果顯示
，隨著時(shí)間的推移
，SF上的培養(yǎng)細(xì)胞個(gè)數(shù)有了明顯的增加，而PEG-SF則幾乎沒有變化
。從PEG-SF對(duì)細(xì)胞的低吸附性和低生長(zhǎng)率上可以得出
，PEG-SF可以調(diào)控細(xì)胞粘附的數(shù)量和生長(zhǎng)速度。
經(jīng)聚乳酸表面修飾過的絲素蛋白能夠提高造骨細(xì)胞與修飾后的膜之間的交互作用
，促進(jìn)細(xì)胞粘附和增值
。
相類似的還有通過對(duì)精氨酸化學(xué)修飾，來影響對(duì)纖維原細(xì)胞的附著能力
。 絲素蛋白材料具有良好的生物相容性
，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景甚廣。但是
，純絲素蛋白材料的力學(xué)性能等尚未達(dá)到實(shí)用性的要求
，而改性的研究是一種良好的途徑。
2014年11月20日
，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過敲除Fib-H基因獲得空絲腺
，蠶寶寶吐出人工合成蠶絲蛋白，人們或許可以穿上人工合成蠶絲做的衣服
。
絲素蛋白的基本功效
蠶絲是天然的蛋白質(zhì)纖維
，其中含有70%左右的絲素，而絲素中蛋白質(zhì)豐富
，含有18種氨基酸．其中亮氨酸可加速細(xì)胞的新陳代謝
，絲氨酸、蘇氨酸可延緩皮膚老化
，色氨酸
、酪氨酸能吸收紫外線，因此將絲素蛋白的各種優(yōu)異功能轉(zhuǎn)移到與人類朝夕相處的服用纖維中
，對(duì)人類皮膚進(jìn)行呵護(hù)
，使人類擁有健康的皮膚．符合新世紀(jì)人類的綠色消費(fèi)觀念。
