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作者：陈倩文湖北工业大学

学位级别：硕士

水凝胶因其优良的性能被认为是最具有潜力的天然软骨组织替代材料。天然软骨组织具有可以承受高压力,摩擦系数极低的特性。水凝胶需满足这两大特性才能更好作为天然软骨组织替代材料,因此对水凝胶的强度与摩擦性能的研究显得尤为重要。... 详细信息

水凝胶因其优良的性能被认为是最具有潜力的天然软骨组织替代材料。天然软骨组织具有可以承受高压力,摩擦系数极低的特性。水凝胶需满足这两大特性才能更好作为天然软骨组织替代材料,因此对水凝胶的强度与摩擦性能的研究显得尤为重要。本文通过引入线性电解质聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)作为分子支架制备了聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子支架/聚丙烯酰胺(PAAm/St-PAMPS/PAAm)和聚丙烯酰胺/聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子支架(PAAm/PAAm/St-PAMPS)水凝胶,提高了PAAm/PAAm水凝胶的力学性能,并研究了PAMPS的引入顺序对PAAm/PAAm水凝胶力学性能带来的影响,分析了其破坏机理,测试了其微观形貌。并对PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶在不同正压力、不同环境溶液、不同基板上的摩擦行为进行了表征。由于高分子支架PAMPS的引入使得PAAm水凝胶渗透压增大,带高分子支架的PAAm/St-PAMPS/PAAm和PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶的体积比溶胀度分别为PAAm/PAAm水凝胶的4倍与1.5倍。PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶与PAAm/PAAm、PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶相比,具有更大的伸长率及更高的拉伸强度,这是由于其双网络在应力作用下能量耗散效率高导致。通过循环拉伸实验发现,PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶在拉伸过程中第一层网络在应力作用下先破坏并耗散了能量,达到大应变后第二层网络才逐渐破坏;而PAAm/PAAm与PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶在拉伸过程中两层网络均匀受力,PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶因线性分子PAMPS物理缠结的作用较PAAm/PAAm水凝胶也有一定的补强作用。PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶在水溶液中在玻璃基板上,在应变较低时,水凝胶与基板间会形成宏观的捕获水,这些宏观捕获水的体积与位置又具有不可控性,导致摩擦应力与滑动速率关系表现出不可重复性。但在应变较大(大于7.4%)时,水凝胶与玻璃基板宏观上几乎完全接触,可认为不存在宏观的捕获水,摩擦应力与滑动速率关系表现出可重复性。PAAm/PAAm、PAAm/PAAm/St-PAMPS、PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶的模量依次增大,粘弹流体润滑转变速率却依次减小。与公式不符。水凝胶与弹性相关长ε有关。在相同的压力下,模量小的水凝胶λ更大,而λ越大,ε越小。水凝胶具有较小的ε,更易在高速下形成流体动力润滑,越高。PAAm/PAAm水凝胶的λ最大,ε最小,最大。当滑动速率在10-2 m/s左右时,十二烷基硫酸钠(SDS)中所起的屏蔽作用较强,PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶摩擦应力减小明显。氯化钠(Na Cl)溶液加入后,可以中和PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶与玻璃基板间的部分电荷,起到一定屏蔽作用,在滑动速率在10-2 m/s左右时,PAAm/St-PAMPS/PAAm水凝胶在Na Cl溶液中的摩擦应力减小最明显。在阳离子表面活性剂中,大分子的表面活性剂起到了一种双重屏蔽的作用,在整个速率范围内,PAAm/PAAm/St-PAMPS水凝胶在0.01%的阳离子表面活性剂中的摩擦应力都低于在水溶液中的摩擦应力。当基板为聚四氟乙烯基板是,其为中性,水凝胶与其相互作用较弱,在其中表现出与在玻璃基板上类似的摩擦行为。

关键词：分子支架水凝胶破坏原理摩擦行为

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分子支架对聚丙烯酰胺双网络水凝胶的性能调控

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广东化工 2016年第21期43卷 72-73,65页

作者：李子谋龙世军武汉市武钢三中湖北武汉430080 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068

通过向中性水凝胶聚丙烯酰胺(PAAm)中引入聚电解质聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的方法,制备了双交联网络(双网络)聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子支架/聚丙烯酰胺(PAAm/St-PAMPS/PAAm)水凝胶。测试了其溶胀性能,并采用拉... 详细信息

通过向中性水凝胶聚丙烯酰胺(PAAm)中引入聚电解质聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的方法,制备了双交联网络(双网络)聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分子支架/聚丙烯酰胺(PAAm/St-PAMPS/PAAm)水凝胶。测试了其溶胀性能,并采用拉伸-回缩滞后实验对水凝胶的力学性能与破坏原理进行了研究。结果表明:带聚电解质的PAAm/St-PAMPS/PAAm和PAAm/PAAm/St-PAMPS双网络水凝胶的体积比溶胀度都显著高于PAAm/PAAm双网络水凝胶。由拉伸-回缩滞后实验发现,PAAm/PAAm与PAAm/PAAm/St-PAMPS双网络水凝胶两层网络均匀受力直至完全破坏;而PAAm/St-PAMPS/PAAm双网络水凝胶在拉伸过程中第一层网络先破坏并耗散了能量,达到大应变后第二层网络才逐渐破坏,因此该水凝胶具有更大的断裂伸长率与拉伸强度。

关键词：聚丙烯酰胺聚电解质分子支架水凝胶

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LncRNA的结构、功能及其与疾病的关系

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中国生物化学与分子生物学报 2015年第7期31卷 659-666页

作者：王婷梅曲丽娜李莹辉西北工业大学生命学院西安710072 中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室北京100094

70％的人类基因组能够被转录，而其中仅有1％～2％的转录本能够编码蛋白，余下98％均为非编码RNA（non-codingRNA，ncRNA）．在ncRNA中，长度大于200核苷酸称为长链非编码RNA（long non-codingRNA，LncRNA），占全部ncRNA的80％-90％．L... 详细信息

70％的人类基因组能够被转录，而其中仅有1％～2％的转录本能够编码蛋白，余下98％均为非编码RNA（non-codingRNA，ncRNA）．在ncRNA中，长度大于200核苷酸称为长链非编码RNA（long non-codingRNA，LncRNA），占全部ncRNA的80％-90％．LncRNA除了数量庞大以外，还具有表达量较低、物种间保守性较差及细胞表达特异性等特点，使LncRNA结构及作用机制等研究充满挑战．目前关于LncRNA的研究主要集中于功能方面．LncRNA能够广泛参与生物体的各种生理及病理过程，如表观遗传学调控、癌症、神经系统功能等．LncRNA作用机制众多，能够以分子诱饵、分子向导、分子支架及信号通路的调节剂等多种角色参与调节机体各种生物学过程．解析LncRNA的分子结构、深入研究其在生物体生理及病理过程中所发挥的作用，并揭示其作用机制，不仅能够加深对生物体生理及病理过程的认识，同时也能给某些疾病的诊断、防治提供新的思路及解决途径．本文综述了近年来有关LncRNA结构、功能及作用机制相关研究进展，以期为后续LncRNA相关研究提供参考．

关键词：长链非编码RNA 表观遗传学可变剪切分子支架分子向导

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套索肽研究进展

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药物生物技术 2020年第6期27卷 587-593页

作者：李欣芮陆美玲中国药科大学生命科学与技术学院江苏南京211198

套索肽(Lassopeptide)是一类由核糖体合成并经过翻译后修饰的天然肽类产物(RiPPs),其C端穿过N端内酰胺环形成套索结构,这种刚性和折叠结构赋予了套索肽抗化学、热及蛋白酶水解等的强稳定性,同时这种特性也使得套索肽可作为生物活性化合... 详细信息

套索肽(Lassopeptide)是一类由核糖体合成并经过翻译后修饰的天然肽类产物(RiPPs),其C端穿过N端内酰胺环形成套索结构,这种刚性和折叠结构赋予了套索肽抗化学、热及蛋白酶水解等的强稳定性,同时这种特性也使得套索肽可作为生物活性化合物的分子支架。研究表明套索肽具有受体拮抗、酶抑制及抗菌活性等一系列生物活性。目前通过异源表达获取套索肽生物合成相关蛋白进行体外反应实验,已帮助阐明了一小部分套索肽生物合成机制,但由于参与套索肽进行环化的C一直难于表达纯化,阻碍了对套索肽生物合成过程中最关键的成环机制的深入了解及阐明,仍需科研人员的进一步研究。

关键词：套索肽功能生物活性分子支架生物合成基因簇生物合成机制

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基于双网络增韧机理的水凝胶制备与性能研究

基于双网络增韧机理的水凝胶制备与性能研究

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作者：刘雪姣长春工业大学

学位级别：硕士

作为一种软而湿的材料,水凝胶很容易让人们联想到软的生物组织,在过去30年里,水凝胶作为软组织工程支架的候选材料已得到广泛的研究。传统水凝胶往往性质较软弱,易脆,伸缩性很有限。然而,许多应用比如软机器人和软骨组织支架,需要水凝... 详细信息

作为一种软而湿的材料,水凝胶很容易让人们联想到软的生物组织,在过去30年里,水凝胶作为软组织工程支架的候选材料已得到广泛的研究。传统水凝胶往往性质较软弱,易脆,伸缩性很有限。然而,许多应用比如软机器人和软骨组织支架,需要水凝胶能够在周围环境中承受巨大的机械载荷。目前,尽管相关工作已经取得了一定的进展,开发机械强韧化学稳定的水凝胶仍面临巨大挑战。传统的双网络(DN)水凝胶是由两个化学交联的且不对称网络构成的,具有超高的机械强度和韧性。然而,传统的DN水凝胶的制备方法仍具有一定的局限性:首先,第一网络的候选材料受限于强聚电解质;其次,整个多步的聚合过程是比较繁琐耗时的,通常包括溶胀过程和扩散过程。并且对于新型DN水凝胶的探索和发展仍处于早期阶段。本论文在传统双网络基础上,分别做了三部分工作。第一部分,我们选取天然聚电解质海藻酸钠(SA)作为分子支架,中性合成聚合物聚乙烯醇(PVA)作为第一网络,中性聚合物聚丙烯酰胺(PAM)作为第二网络,成功制备了具有超高拉伸性,透明的,强韧PVA-SA/PAM DN水凝胶。中性合成聚合物聚乙烯醇通过缩聚聚合得到三维网络结构即第一个半互穿聚合物网络(semi-IPN)。分子支架海藻酸钠的引入促进聚乙烯醇半互穿水凝胶在第二网络单体混合液中的溶胀及其机械性能的改进。PVA-SA/PAM DN水凝胶在含水量为90 wt%时断裂应变达2400%且最大压缩强度高达35.2MPa,此数值是PVA-SA semi-IPN水凝胶(0.9MPa)的39倍。分子支架方法的提出拓宽了双网络概念的应用范围。第二部分工作中,我们利用一种物理凝胶-琼脂(Agar)凝胶作为第一网络,并通过一锅法制备得到了机械强度较高的Agar/PAM DN水凝胶。整个合成过程是通过一个加热-冷却的过程实现的,消除了不可控的溶胀和不必要的扩散过程。第三部分工作是在第二部分工作基础上,我们通过向P(AM-co-AA)网络内部引入线性多糖-琼脂,利用琼脂凝胶的热可逆性,成功制备了高拉伸强韧型pH敏感Agar/P(AM-co-AA)DN水凝胶。其中,我们使用亲水性长链分子聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)代替传统的小分子化学交联剂MBA用于丙稀酸类单体的自由基聚合,结果使得水凝胶的拉伸性及亲水性得到明显提高。同时,Agar/P(AM-co-AA)DN水凝胶展示了优良的可逆溶胀行为和一定的形状可恢复性。在拉伸应变为800%时,Agar/P(AM-co-AA)DN水凝胶的拉伸强度达182kPa,耗散能高达1.22MJ m-3,这明显优于P(AM-co-AA)水凝胶(拉伸强度51kPa,耗散能0.27MJ m-3)。在压缩应变为85%时,压缩强度及耗散能高达4.56MPa和0.56MJ m-3。这种机械性能改良的pH敏感性水凝胶有望作为承载软组织潜在的候选材料。

关键词：双网络水凝胶机械强度海藻酸钠分子支架 pH敏感性琼脂

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