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)域的熱點課題。多肽分子自組裝以其豐富的自組裝驅(qū)動力、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)計一系列具有不同分子結(jié)構(gòu)特征的兩親性多肽，通過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等實驗手段對它們自組裝行為進行表征。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，長度超過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行解釋。
　　 對AmK系列的A6K、A9K兩親性多肽的自組裝動力學(xué)進行研究，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)過一周時間達(dá)到自組裝的動態(tài)平衡，形成長度達(dá)到微米級的納米纖

4、維，但是纖維中仍存在斷點；A9K在溶液配制1h內(nèi)即可達(dá)到自組裝動態(tài)平衡，形成規(guī)則的納米短棒結(jié)構(gòu)。實驗表明多肽疏水尾部的疏水相互作用力不同對其自組裝的動力學(xué)過程有影響。
　　 對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、中非共價鍵間的相互作用改變，兩親性多肽通過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等實驗手段對AmK系列的A6K、A9K在親水和疏水固/液界面上的吸附進行了初步研究。兩親性多肽濃度低于其臨界聚集濃度(CAC)時，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，親水界面上A6K、A9K在吸附平衡時，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水在吸附平衡時吸附量與親水界面上吸附量接近，推測吸附形式與親水界面相同，而疏水界面上A9K在吸附平衡時吸附量增加，推測自組裝結(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、自組裝動力學(xué)、自組裝體穩(wěn)定性及界面吸附機理的過程中都起主要作用。通過兩親性多肽的自組裝及其動力學(xué)和環(huán)境因素對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理可以