高分子量絲素蛋白的制備及其紡絲的研究.pdf

1、蠶絲具有得天獨(dú)厚性能,然而飼養(yǎng)家蠶需要大量的人力和時(shí)間,相對(duì)于工業(yè)化大批量生產(chǎn)的化纖來(lái)說(shuō)成本很高。鑒于此,以水為溶劑,模仿蠶的吐絲工藝的干法仿生紡絲具有重要的意義。然而,目前的再生絲素溶液紡絲存在困難,溶液粘度較低,難以紡出高強(qiáng)度再生蠶絲。這可能是由于絲素蛋白再生過(guò)程中遭到了破壞。本文討論了不同脫膠方法對(duì)于絲素蛋白的影響以及由此帶來(lái)紡絲工藝的改進(jìn)。
　　本文采用常規(guī)的0.05％Na2CO3脫膠的方法為對(duì)照,其脫膠率為21.6％,電

2、鏡圖片顯示表面有裂紋,因此此種方法雖然可以完全去除絲膠,但是對(duì)絲素危害的比較大,表面被腐蝕比較厲害,所制備的再生絲素溶液的粘度比較低,激光粒度儀顯示粒徑為3.1nm,凝膠電泳顯示,絲素蛋白分子的H鏈、L鏈和P25鏈大部分被降解為比較小的絲素分子,由此絲素溶液制備的絲素膜,降解速度較快。因此0.05％Na2CO3脫膠的方法制備的絲素蛋白可紡性較差,只有濃縮到濃度比較大(大于20％)時(shí)才可紡成絲。
　　本文改進(jìn)了脫膠方法,采用pH較低

3、的NaHCO3脫膠,結(jié)果顯示NaHCO3對(duì)絲素降解比較小,但是脫膠率較低,在18％以下?？辔端犭僦t染色后顯示微紅色,電鏡圖片顯示有絲膠的存在,因此NaHCO3脫膠方法造成脫膠不干凈。
　　在此基礎(chǔ)上,本文討論了不同pH值的脫膠方法。采用NaHCO3—Na2CO3的緩沖體系,改變pH值從8.5到11。結(jié)果顯示,隨著pH值的增加,蠶絲脫膠率逐漸增大,表面受損程度逐漸增加,絲素蛋白的分子量逐漸減小,粒徑和粘度隨pH值的增大而減小。其中

4、pH值為8.5和9的脫膠方法中絲膠去除不完全,pH值為9.5、10、10.5、11的脫膠方法絲膠去除比較完全。但是pH值為10.5、11的脫膠方法對(duì)絲素的腐蝕性比較高。因此相對(duì)比較理想的脫膠方法是pH值為9.5的緩沖溶液,脫膠后蠶絲表面光滑,絲膠脫除完全。但是凝膠電泳顯示,該方法獲得的絲素分子量相對(duì)比較小。
　　本文進(jìn)一步改進(jìn)脫膠方法,在NaHCO3脫膠后再加上酶脫膠步驟,凝膠電泳結(jié)果顯示,采用NaHCO3-木瓜酶脫膠獲得的絲素蛋

5、白分子量比pH值為9.5的緩沖溶液有所增加,粘度有所提高,絲素蛋白的粒徑為4.7nm。NaHCO3—堿性蛋白酶脫膠的蠶絲脫膠率是21.51％,經(jīng)苦味酸胭脂紅染色后表面顯示為黃色,經(jīng)掃描電鏡觀察后,表面沒(méi)有絲膠附著,也沒(méi)有裂痕出現(xiàn),因此脫膠比較干凈
　　本文進(jìn)一步采用NaHCO3—木瓜酶脫膠,結(jié)果顯示可以獲得不含有絲膠,并且分子量比較高的絲素蛋白溶液。它的脫膠率是21.37％,經(jīng)苦味酸胭脂紅染色后表面顯示為黃色,表面幾乎沒(méi)有小分子的

6、存在。掃描電鏡觀察結(jié)果顯示表面沒(méi)有絲膠附著,也沒(méi)有裂痕出現(xiàn),因此脫膠比較完全。凝膠電泳顯示并且分子量在150KDa之上,L鏈和P25鏈保存比較完整。再生絲素蛋白溶液的粘度比較大,絲素蛋白分子的粒徑成正態(tài)分布,粒徑為5.1nm。采用該脫膠方法制備的絲素膜的降解較慢,細(xì)胞在絲素膜上增殖良好。
　　采用靜電紡對(duì)絲速度表溶液進(jìn)行干法紡絲,結(jié)果顯示0.05％Na2CO3脫膠得到的絲素溶液,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的條件下,是不能成絲的,只能呈液滴