交联弹性蛋白多肽水凝胶的制备及其性能研究

作     者：尚跃再 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：侯信

授予年度：2014年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：弹性蛋白多肽 温敏性 相转变温度 京尼平 水凝胶 

摘      要：本课题采用草酸降解弹性蛋白的方法制备了一系列分子量不同的弹性蛋白多肽,并研究了不同影响因素(浓度、分子量、pH、盐浓度)对其温敏性的影响。随后以京尼平为交联剂制备了弹性蛋白多肽水凝胶,并对其性能进行研究。通过草酸降解制备了分子量不同的弹性蛋白多肽,该方法简单易操作,且弹性蛋白多肽的产率较高(10%-20%),适用于弹性蛋白多肽的大规模生产。弹性蛋白多肽具有温敏性,可用浊度法测定其相转变温度Tt。当浓度为0.5 mg/m L-2.0mg/m L时,通过调节多肽分子量、溶液pH值、盐浓度等使弹性蛋白多肽溶液的Tt在20℃-55℃变化。弹性蛋白多肽相转变温度Tt随着多肽浓度的增大、分子量升高逐渐降低;随着弹性蛋白多肽溶液pH值的增大,Tt先减小后增大,在溶液等电点处即pH=5时发生转折,此时Tt达到最小值;并且盐(NaCl)的加入能显著降低弹性蛋白多肽的相转变温度Tt。以毒性低、生物相容性好的京尼平为交联剂制备出交联弹性蛋白多肽水凝胶。扫描电镜照片显示,水凝胶呈现三维网络结构,当京尼平用量低于1%时,出现网格塌陷,之后,样品孔径随着京尼平用量的递增明显递减;随着交联剂用量的增大,水凝胶的交联度增大,密度先减小后增加,孔隙率、溶胀率的趋势相反;水凝胶的溶胀动力学表明,随着交联度的增大,溶胀速度逐渐变慢,不同组分的水凝胶具有相似的溶胀动力学过程;DSC测试以及溶胀率随温度的变化表明,交联后的水凝胶依然具有温敏性,且相转变温度随着交联剂用量的增加略有升高;在高于相转变温度时,凝胶会发生退溶胀,退溶胀速率随交联剂用量的增加而增加;力学性能测试表明,制得的水凝胶有较高的压缩模量(9.21±2.2kPa-39.37±2.8 kPa),且压缩模量随交联剂用量的增加而增大。这类水凝胶在组织工程方面有很好的应用前景。