兩親性多肽的合成、自組裝和界面吸附研究.pdf

1、分子自組裝是當(dāng)前科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。多肽分子自組裝以其豐富的自組裝驅(qū)動(dòng)力、新穎的聚集體形態(tài)、特殊的功能及良好的生物相容性，在納米技術(shù)、生物材料、藥物傳輸?shù)确矫婢哂袕V泛的應(yīng)用前景。兩親性多肽具有表面活性劑兩親的特性，不同的兩親性多肽可自組裝成不同的結(jié)構(gòu)例如納米纖維、納米管、納米囊泡。本論文設(shè)計(jì)一系列具有不同分子結(jié)構(gòu)特征的兩親性多肽，通過(guò)研究其在溶液中自組裝和固/液界面吸附，探討兩親性多肽分子自組裝的機(jī)理，并為兩親性多肽的應(yīng)用提供理論基

2、礎(chǔ)。
　　 采用微波多肽固相合成方法合成具有表面活性劑特征的AmK、X6K、AnD系列兩親性多肽，并利用AFM、TEM、CD等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)它們自組裝行為進(jìn)行表征。AmK和AnD系列兩親性多肽隨著疏水尾部氨基酸殘基數(shù)的增加，臨界聚集濃度減小，自組裝形成不同的結(jié)構(gòu)。A3K自組裝形成層狀結(jié)構(gòu)；A6K自組裝形成納米纖維結(jié)構(gòu)，其直徑為8.0±1.0nm，長(zhǎng)度超過(guò)1μ；A9K自組裝形成納米短棒結(jié)構(gòu)，其直徑為3.0±1.0 nm，其長(zhǎng)度小于10

3、0 nm。兩親性多肽疏水尾部氨基酸殘基數(shù)的增加和疏水尾部側(cè)鏈碳原子數(shù)的不同，導(dǎo)致兩親性多肽的臨界聚集濃度不同，分子間的相互作用力發(fā)生變化，自組裝形成的納米結(jié)構(gòu)不同。A3K、A6K及A9K自組裝結(jié)構(gòu)不同可以應(yīng)用傳統(tǒng)表面活性劑的分子堆積理論進(jìn)行解釋。
　　 對(duì)AmK系列的A6K、A9K兩親性多肽的自組裝動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，A6K在溶液配制初期發(fā)生聚集，24 h形成短的納米纖維，經(jīng)過(guò)一周時(shí)間達(dá)到自組裝的動(dòng)態(tài)平衡，形成長(zhǎng)度達(dá)到微米級(jí)的納米纖

4、維，但是纖維中仍存在斷點(diǎn)；A9K在溶液配制1h內(nèi)即可達(dá)到自組裝動(dòng)態(tài)平衡，形成規(guī)則的納米短棒結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明多肽疏水尾部的疏水相互作用力不同對(duì)其自組裝的動(dòng)力學(xué)過(guò)程有影響。
　　 對(duì)AmK系列的A6K、A9K兩親性多肽的在不同環(huán)境條件(pH值、溫度、鹽離子濃度)下自組裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了考察，AgK自組裝的納米短棒結(jié)構(gòu)比A6K自組裝的納米纖維結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，疏水尾部的作用在兩親性多肽的自組裝過(guò)程的穩(wěn)定性中起重要作用。環(huán)境因素的改變使自組裝

5、中非共價(jià)鍵間的相互作用改變，兩親性多肽通過(guò)頭基間的靜電相互作用，疏水尾部的相互作用和分子間的氫鍵彼此協(xié)調(diào)，控制兩親性多肽自組裝的形貌。
　　 采用SE、AFM等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)AmK系列的A6K、A9K在親水和疏水固/液界面上的吸附進(jìn)行了初步研究。兩親性多肽濃度低于其臨界聚集濃度(CAC)時(shí)，在親水和疏水界面上以單體形式吸附。兩親性多肽濃度高于其CAC時(shí)，親水界面上A6K、A9K在吸附平衡時(shí)，以在溶液中自組裝形成納米結(jié)構(gòu)替換單體結(jié)構(gòu)吸

6、附在界面上；疏水界面上A水在吸附平衡時(shí)吸附量與親水界面上吸附量接近，推測(cè)吸附形式與親水界面相同，而疏水界面上A9K在吸附平衡時(shí)吸附量增加，推測(cè)自組裝結(jié)構(gòu)受界面性質(zhì)的影響，在單體吸附的結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步以溶液中自組裝結(jié)構(gòu)吸附。
　　 疏水尾部的相互作用在兩親性多肽的自組裝、自組裝動(dòng)力學(xué)、自組裝體穩(wěn)定性及界面吸附機(jī)理的過(guò)程中都起主要作用。通過(guò)兩親性多肽的自組裝及其動(dòng)力學(xué)和環(huán)境因素對(duì)其自組裝的影響的研究，確定了該類兩親性多肽自組裝的機(jī)理可以