β—葡萄苷酶的蠶絲素蛋白膜固定化及其性質(zhì)研究

β—葡萄苷酶的蠶絲素蛋白膜固定化及其性質(zhì)研究

蠶絲蛋白粉自己怎么弄

很難。
1.蠶種場(chǎng)削口[1]繭及下腳絲一絲素蛋白一水解一過(guò)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(chǎng)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(guò)濾提純：濾去沒(méi)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?！〗z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(guān)形狀：淡黃色透明液體，無(wú)特異氣味，易溶于水。②雙縮脲反應(yīng)為陽(yáng)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(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)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。
1提高力學(xué)性能

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(guò)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(guò)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(guò)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(xiàn)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(lái)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(wú)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(kāi)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(kāi)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(wèn)題，劉劍洪繼續(xù)采用“無(wú)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(méi)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(shuō)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(wú)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(méi)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(xiàn)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 ?！￠h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。
2提高熱性能

聚丙烯酰胺（PAAm）是一種水溶性聚合物，目前，它在生物醫(yī)學(xué)和制藥上被用作水凝膠，與血液有良好的相容性。因此，絲素蛋白與PAAm共混膜的性能也廣受學(xué)者的關(guān)注。Freddi等曾報(bào)道了絲素/聚丙烯酰胺共混膜的結(jié)構(gòu)和物理性能。通過(guò)測(cè)定混合前后熱能的變化來(lái)分析，結(jié)果表明PAAm的加入，提高了絲素蛋白的熱穩(wěn)定性。即使PAAm含量很低（小于25%）時(shí)，膜斷裂至少在300℃（比純絲素蛋白高出100℃）。高溫下，絲素蛋白的動(dòng)力學(xué)損耗系數(shù)峰發(fā)生了很大的變化，這些都?xì)w因于PAAm鏈的導(dǎo)入增強(qiáng)了絲素鏈的分子運(yùn)動(dòng)所造成的。
3調(diào)控釋放速度

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(yáng)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(yáng)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(lái)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。
4提高抗血凝性

異丁烯?；；姿崮憠A（MPC）是一種新合成的磷酸膽堿聚合物。在沒(méi)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(guān)察到接枝物的抗血凝性。Furuzono等通過(guò)異丁烯?；；惽杷狨ィ∕OI）使絲素蛋白和MPC聚合體相互接枝。通過(guò)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(guò)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。
5調(diào)控絲素蛋白細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)的功能

絲素材料具有良好的生物相容性，可以用來(lái)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(méi)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(shuō)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(lái)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(méi)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(guò)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(lèi)似的還有通過(guò)對(duì)精氨酸化學(xué)修飾，來(lái)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(guò)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(chǎng)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(guò)濾提純：濾去沒(méi)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?！〗z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(guān)形狀：淡黃色透明液體，無(wú)特異氣味，易溶于水。②雙縮脲反應(yīng)為陽(yáng)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(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(xiàn)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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(lái)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(wú)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(kāi)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(kāi)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(wèn)題，劉劍洪繼續(xù)采用“無(wú)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(méi)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(shuō)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(wú)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(méi)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(xiàn)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(yáng)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(yáng)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(lái)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?；；姿崮憠A（MPC）是一種新合成的磷酸膽堿聚合物。在沒(méi)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(guān)察到接枝物的抗血凝性。Furuzono等通過(guò)異丁烯?；；惽杷狨ィ∕OI）使絲素蛋白和MPC聚合體相互接枝。通過(guò)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(guò)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(lái)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(méi)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(shuō)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(lái)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(méi)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(guò)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(lèi)似的還有通過(guò)對(duì)精氨酸化學(xué)修飾，來(lái)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(guò)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(xiàn)，因此將絲素蛋白的各種優(yōu)異功能轉(zhuǎn)移到與人類(lèi)朝夕相處的服用纖維中，對(duì)人類(lèi)皮膚進(jìn)行呵護(hù)，使人類(lèi)擁有健康的皮膚．符合新世紀(jì)人類(lèi)的綠色消費(fèi)觀(guān)念。
同時(shí)，在各種服用纖維中加入絲蛋白．可以改善纖維的各種性能，如可一定程度的提高吸濕性．增進(jìn)染色性和抗靜電性，有利于穿著舒適性。
● 絲素蛋白在棉織物防皺整理中的應(yīng)用隨著國(guó)內(nèi)外綠色環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，無(wú)甲醛防皺整理已成為必然發(fā)展趨勢(shì)。已開(kāi)發(fā)的無(wú)甲醛整理劑如環(huán)氧樹(shù)脂、雙羥乙基砜、多元羧酸以及水溶性聚氨酯等，在應(yīng)用中取得了一定的成效．但都存在一定的缺點(diǎn)。要選用一種具有防皺性強(qiáng)，強(qiáng)力損傷小，不泛黃．低毒，價(jià)廉等綜合性能好的防皺整理劑還比較困難。
● 絲素蛋白在毛織物中的應(yīng)用
把絲素涂層在羊毛纖維表面可形成雙組分纖維，產(chǎn)生一種既具有絲織物的手感又具有羊毛纖維天然特性的織物．被溶的蛋白質(zhì)被涂層在用多官能團(tuán)的樹(shù)脂預(yù)處理過(guò)的羊毛織物表面，再通過(guò)使用實(shí)驗(yàn)室的軋染機(jī)在纖維表面形成絲蛋白的均勻涂層。所有處理后的織物樣品同未被處理的織物樣品相比，都有柔軟感和毛茸感．特別是毛/絲織物。
用濃度為0．5%的絲素絲膠水溶液對(duì)有一定染色牢度的實(shí)驗(yàn)羊毛白布以1：20的加工浴比，在不同溫度下進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的處理．然后在40cC的流水中洗15分鐘，而后自然風(fēng)干。染色性良好，在纖維鑒別染色上顯示出接近絲綢的色相，使用SEM觀(guān)察，羊毛鱗片表面和羊毛鱗片間有被絲膠和絲素附著的現(xiàn)象，摩擦系數(shù)變小，觸感有滑爽感、身骨感和厚實(shí)感。
將羊毛的機(jī)織織物先進(jìn)行陰離子化預(yù)處理，然后浸漬在溶有陽(yáng)離子樹(shù)脂的絲素水溶液中，該樹(shù)脂通過(guò)與羊毛的離子鍵結(jié)合使絲素微粒固定在羊毛纖維上。
經(jīng)過(guò)修飾的羊毛纖維表面均勻而牢固的附著上了絲素微粒，使羊毛織物具有絲綢的質(zhì)感和光澤，并且改善了耐用性：由于絲素附著均勻，織物無(wú)染色瑕疵；絲素牢固的吸附在纖維上，重復(fù)洗滌不會(huì)脫落．耐洗性良好。 蠶絲的美容功效,早在唐代孫思邈《千金要方》、宋代王懷隱《太平圣惠方》、明代李時(shí)珍《本草綱目》等醫(yī)籍中均有記載。由于蠶絲的天然親膚力十分明顯,所以在古代美容術(shù)中,早已被廣泛應(yīng)用。受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制,古代是將蠶絲研成細(xì)末,調(diào)涂于面,令肌膚潤(rùn)澤而白凈。
現(xiàn)代研究證實(shí),蠶絲的養(yǎng)顏美膚功能,主要與蠶絲中所含的絲素蛋白有關(guān)。絲素蛋白含有18種氨基酸和多種微量元素,與人體皮膚有較強(qiáng)的親和力,很容易被人體肌膚吸收?，F(xiàn)代生化技術(shù)和納米技術(shù)的誕生,進(jìn)一步提高了肌膚對(duì)絲素蛋白及其他微量元素的吸收。
據(jù)資料顯示,韓國(guó)女明星容貌之所以如此白皙粉嫩,光滑透亮,緣于絲素蛋白顯著的美容功
能增加皮膚角質(zhì)層的含水量,促進(jìn)膠原蛋白合成,增強(qiáng)皮膚的張力和彈性,促進(jìn)色素分解,均勻膚色。經(jīng)常使用絲素蛋白美容護(hù)膚品,可以使皮膚白凈、滋潤(rùn)、光澤、富有彈性,對(duì)灰黃、黯啞、干紋、松弛的問(wèn)題皮膚能明顯改善。
蠶絲作為一種天然護(hù)膚品,由于其功效明顯,安全無(wú)副作用,因此在美容護(hù)膚領(lǐng)域中,擁有巨大的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展空間。 絲素是一種源于蠶絲的天然高分子蛋白質(zhì)，其含量占蠶絲的70%～80%，含有18種氨基酸，其中的11種為人體必需氨基酸;另一方面，絲素蛋白對(duì)人體無(wú)毒害作用，安全可靠，具有良好的生物相容性，適于開(kāi)發(fā)成功能性材料 [1] 。因此，隨著對(duì)其獨(dú)特氨基酸組成及結(jié)晶結(jié)構(gòu)等理化特性研究的深入，國(guó)內(nèi)外對(duì)絲素的應(yīng)用正從傳統(tǒng)的紡織領(lǐng)域積極向多領(lǐng)域探索，絲素蛋白在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛和深入。
1 絲素蛋白在固定化酶和抗體方面的研究與應(yīng)用
絲素作為固定化載體材料的研究早在上個(gè)世紀(jì)八十年代就有報(bào)道。從最早采用絲素蛋白材料固定葡萄糖氧化酶開(kāi)始，絲素蛋白材料已被研究用于固定多種酶和抗體。
黃晨等 曾研究過(guò)絲素膜固定青霉素?；?。他們以絲素蛋白膜和Sephsrose CL4B（交聯(lián)瓊脂糖）為載體固定青霉素?；福≒A），詳細(xì)研究了固定化前后酶性質(zhì)的變化。結(jié)果表明與自由酶相比，固定化酶的熱穩(wěn)定性及pH值穩(wěn)定性有很大的提高，此外研究發(fā)現(xiàn)用絲素蛋白膜為載體比用sepharose為載體制備的固定化酶具有更高的熱穩(wěn)定性，顯示了絲素蛋白作固定化酶載體的優(yōu)越性。絲素膜也可以與其它物質(zhì)一起形成共混膜來(lái)固定各種酶。紀(jì)平雄等曾用絲素-殼聚糖合金膜固定超氧化物歧化酶。他們采用富含自由氨基的絲素-殼聚糖合金膜為載體，吸附固定從柞蠶蛹提取分離的超氧化物歧化酶（SOD），研究并確定了固定化的最佳條件，分別為酶濃度38U/ml、pH6.3、溫度4℃～8℃、時(shí)間15h。制得的固定化酶活力為89.1U/g載體，酶的活力回收達(dá)到35.9%。
絲素蛋白固定酶一般采用簡(jiǎn)單包埋法和共價(jià)交聯(lián)法。朱祥瑞 用絲素蛋白為基質(zhì)利用這些方法先后研制了絲素固定化糖化酶、絲素固定化過(guò)氧化氫酶、絲素固定化果膠酶、絲素固定化α-淀粉酶等，得出固定后的酶對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力較強(qiáng)，有較長(zhǎng)的操作半衰期、最適反應(yīng)pH和最適反應(yīng)溫度范圍較廣，酶的活力也有所提高。

本文地址:http://www.mcys1996.com/cha/24161.html.

聲明： 我們致力于保護(hù)作者版權(quán)，注重分享，被刊用文章因無(wú)法核實(shí)真實(shí)出處，未能及時(shí)與作者取得聯(lián)系，或有版權(quán)異議的，請(qǐng)聯(lián)系管理員，我們會(huì)立即處理，本站部分文字與圖片資源來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,若有來(lái)源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)立即通知我們(管理員郵箱：douchuanxin@foxmail.com)，情況屬實(shí)，我們會(huì)第一時(shí)間予以刪除，并同時(shí)向您表示歉意,謝謝!

上一篇: 劉禹錫《西山蘭若試茶歌》茶歌鑒賞

下一篇: 毛澤東參拜過(guò)的寺院喝過(guò)的茶