以絲素蛋白為模板調(diào)控碳酸鈣生物礦化的研究.pdf

1、作為貝殼珍珠層中主要蛋白的類似物，再生絲素蛋白在生物礦化過(guò)程對(duì)碳酸鈣的晶型和形貌均具有顯著的調(diào)控作用。盡管絲素蛋白調(diào)控生物礦化研究已獲得諸多進(jìn)展，其調(diào)控機(jī)制還需要進(jìn)行深入研究。眾所周知，蛋白質(zhì)特殊的納米結(jié)構(gòu)在調(diào)控生物礦化過(guò)程中起重要作用，因此，制備具有均一納米結(jié)構(gòu)的絲素蛋白模板對(duì)于闡述其調(diào)控作用具有十分重要的意義。
　　在本論文中，我們首先通過(guò)電場(chǎng)調(diào)控絲素蛋白自組裝，制備了尺寸在300nm左右的絲素蛋白微球，并以此為模板，研究了其

2、對(duì)碳酸鈣生物礦化的調(diào)控機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：絲素蛋白微球?qū)μ妓徕}的晶型和形貌均具有調(diào)控作用，且其調(diào)控作用的空間極限在350-750nm左右，因此通過(guò)控制調(diào)控時(shí)間可以得到具有層級(jí)結(jié)構(gòu)的碳酸鈣/絲蛋白復(fù)合顆粒，為設(shè)計(jì)合成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的新型材料提供了依據(jù)。
　　在此基礎(chǔ)上，探討了礦化時(shí)間、反應(yīng)物濃度和絲蛋白模板均一性對(duì)碳酸鈣結(jié)晶行為的影響，獲得了制備結(jié)構(gòu)均一的碳酸鈣微球的優(yōu)化參數(shù)，為提高碳酸鈣/絲蛋白復(fù)合顆粒在藥物釋放、光學(xué)等領(lǐng)域的可應(yīng)用性提

3、供材料支撐。
　　其次，通過(guò)緩慢濃縮-稀釋-溫度處理的方法，制備了長(zhǎng)度在1-2μm左右、主要由β-sheet結(jié)構(gòu)組成的絲蛋白納米纖維，并通過(guò)超聲處理的方法對(duì)納米纖維的長(zhǎng)度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)控，從而為碳酸鈣生物礦化提供不同尺寸的絲素蛋白納米纖維模板。在此基礎(chǔ)上，研究了納米短纖維的再生長(zhǎng)機(jī)制，可望為碳酸鈣礦化產(chǎn)物晶型和形貌調(diào)控提供更為豐富的模板材料。
　　最后，初步探索了富含β-sheet的絲素蛋白納米纖維對(duì)碳酸鈣礦化的調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)

4、發(fā)現(xiàn)，同主要由非晶結(jié)構(gòu)的絲蛋白納米球做模板進(jìn)行調(diào)控的結(jié)果不同，碳酸鈣完全由方解石組成，而不存在球文石結(jié)構(gòu)，證明絲蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)控碳酸鈣晶型可能也存在重要作用。絲蛋白納米纖維調(diào)控形成的方解石晶體內(nèi)外表現(xiàn)出不同的微觀結(jié)構(gòu)，核心部分的方解石晶體由于納米纖維的調(diào)控作用形成了具有一定取向的織構(gòu)結(jié)構(gòu)，而外部則為方解石單晶。核心部分的尺寸在1μm左右，進(jìn)一步證明了絲蛋白調(diào)控生物礦化的尺寸限制效應(yīng)。
　　綜述所述，本論文采用溫和的物理方式，對(duì)