本文關(guān)鍵詞：再生絲素蛋白基薄膜的制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 再生絲素蛋白 薄膜 乙醇 透明質(zhì)酸 親水性

【摘要】：再生絲素蛋白作為一種天然高分子，可應(yīng)用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。干燥成膜法不需要使用交聯(lián)劑，可以提高材料的生物相容性和純度，因此本文利用干燥成膜法制備了再生絲素蛋白膜和透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合膜，通過改變?nèi)芙z時溶劑中的乙醇含量、絲素蛋白溶液中的鈣離子濃度、復合膜中透明質(zhì)酸的含量、成膜溫度等制備工藝參數(shù)對薄膜的性能進行研究。采用FTIR、XRD、SEM、TG、接觸角測量儀和萬能試驗機等對薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌、親水性及力學性能等進行表征。 首先對溶絲時三元溶劑中不同乙醇含量對再生絲素蛋白膜的形貌、結(jié)構(gòu)及性能的影響進行了研究。結(jié)果表明，溶劑中乙醇含量的減少會增加絲素蛋白溶液中的疏水鏈段，使薄膜獲得較為光滑的表面。因此，隨著溶劑中乙醇含量的減少，薄膜的熱穩(wěn)定性增強，而親水性降低。 其次對絲素蛋白溶液中鈣離子的濃度對再生絲素蛋白膜的形貌、結(jié)構(gòu)及性能的影響進行了研究。結(jié)果表明，溶液中鈣離子濃度的增加能夠誘導絲素蛋白發(fā)生silk I向silk II的晶型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，其中主要是不穩(wěn)定β-轉(zhuǎn)角晶體轉(zhuǎn)變成熱力學穩(wěn)定的β-折疊晶體，從而形成規(guī)整而穩(wěn)定的球狀單元結(jié)構(gòu)。 最后，對透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合膜的形貌、結(jié)構(gòu)及性能進行研究。結(jié)果表明，復合膜中透明質(zhì)酸含量的增加能夠誘導絲素蛋白發(fā)生silk I向silk II的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，增強薄膜的熱穩(wěn)定性。同時，由于透明質(zhì)酸優(yōu)異的潤濕性能，它的添加能夠增強薄膜的親水性。而成膜溫度對復合膜的影響要遠大于透明質(zhì)酸含量的影響。在高溫下，，薄膜中的水分能夠快速蒸發(fā)，傾向于形成更多的silk II晶體，薄膜的熱穩(wěn)定性和力學強度都有不同程度的提高，然而由于親水性silk I結(jié)構(gòu)的減少，薄膜的吸水性和力學柔韌性不如在低溫下緩慢干燥而成的薄膜。此外，薄膜的降解主要源于絲素蛋白的降解和透明質(zhì)酸的溶失。復合膜的結(jié)構(gòu)在水中降解后變化不大，熱性能有略微降低，但并不明顯。 本研究表明我們可以通過調(diào)節(jié)和優(yōu)化再生絲素蛋白基薄膜的制備工藝以及透明質(zhì)酸的含量來控制絲素蛋白的二級結(jié)構(gòu)和性能，并能在不使用交聯(lián)劑的情況下得到結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合膜。本研究的結(jié)果可以為制備具有不同二級結(jié)構(gòu)的可控再生絲素蛋白基薄膜提供一些新的思路，同時也可以加深我們對蠶絲纖維再生過程中二級結(jié)構(gòu)和性能變化的理解。此外，本文也為篩選和使用絲素蛋白作為先進功能生物材料（如藥物遞送系統(tǒng)和組織工程材料等）提供了重要的實驗數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：再生絲素蛋白 薄膜 乙醇 透明質(zhì)酸 親水性
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 圖錄12-13
• 表錄13-14
• 第一章 緒論14-34
• 1.1 引言14
• 1.2 絲素蛋白概述14-17
• 1.2.1 桑蠶絲的組成與結(jié)構(gòu)14-16
• 1.2.2 絲素蛋白的組成與結(jié)構(gòu)16-17
• 1.3 絲素蛋白性質(zhì)的研究進展17-23
• 1.3.1 分子量17-18
• 1.3.2 結(jié)晶度和水不溶性18-19
• 1.3.3 溶解性19-20
• 1.3.4 穩(wěn)定性20
• 1.3.5 溶脹性質(zhì)20-21
• 1.3.6 力學性能21
• 1.3.7 生物降解性21-22
• 1.3.8 生物相容性22-23
• 1.3.9 基團改性23
• 1.4 絲素蛋白膜的研究進展23-29
• 1.4.1 絲素蛋白膜的制備25-26
• 1.4.2 絲素蛋白膜的改性26-27
• 1.4.3 絲素蛋白膜在藥物緩控釋領(lǐng)域的應(yīng)用27-28
• 1.4.4 絲素蛋白膜在組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用28-29
• 1.5 多糖/絲素蛋白復合材料研究進展29-31
• 1.5.1 殼聚糖/絲素蛋白復合材料30
• 1.5.2 透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合材料30-31
• 1.6 本課題的主要研究內(nèi)容及研究意義31-34
• 第二章 絲素蛋白提取過程對再生絲素蛋白膜結(jié)構(gòu)及性能的影響34-51
• 2.1 引言34-35
• 2.2 實驗部分35-38
• 2.2.1 材料與試劑35
• 2.2.2 絲素蛋白水溶液的制備35-36
• 2.2.3 再生絲素蛋白膜的制備36-37
• 2.2.4 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)37
• 2.2.5 X 射線衍射(XRD)37
• 2.2.6 掃描電子顯微鏡(SEM)37
• 2.2.7 熱重分析(TGA)37
• 2.2.8 接觸角37-38
• 2.2.9 吸水性38
• 2.2.10 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP）38
• 2.2.11 電導率38
• 2.3 絲素蛋白提取過程中溶劑中的乙醇含量對再生絲素蛋白膜結(jié)構(gòu)與性能的影響38-46
• 2.3.1 絲素蛋白溶液的溶解時間38-39
• 2.3.2 絲素蛋白溶液和再生絲素蛋白膜的宏觀圖39-40
• 2.3.3 結(jié)構(gòu)分析40-42
• 2.3.4 形貌分析42
• 2.3.5 熱分析42-43
• 2.3.6 溶劑控制再生絲素蛋白膜結(jié)構(gòu)的機理43-44
• 2.3.7 接觸角分析44-45
• 2.3.8 吸水性分析45-46
• 2.4 絲素蛋白提取過程中鈣離子濃度對再生絲素蛋白膜結(jié)構(gòu)的影響46-49
• 2.4.1 絲素蛋白溶液中的鈣離子濃度46-47
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)分析47-49
• 2.4.3 形貌分析49
• 2.5 本章小結(jié)49-51
• 第三章 透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合膜的制備及性能研究51-69
• 3.1 引言51-52
• 3.2 實驗部分52-55
• 3.2.1 材料與試劑52
• 3.2.2 絲素蛋白水溶液的制備52
• 3.2.3 純絲素蛋白膜和透明質(zhì)酸/絲素蛋白復合膜的制備52-53
• 3.2.4 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)53
• 3.2.5 X 射線衍射(XRD)53-54
• 3.2.6 掃描電子顯微鏡(SEM)54
• 3.2.7 熱重分析(TGA)54
• 3.2.8 吸水性和濕態(tài)穩(wěn)定性54
• 3.2.9 力學性能54-55
• 3.3 結(jié)果與討論55-67
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)分析55-58
• 3.3.2 形貌分析58-59
• 3.3.3 熱分析59-60
• 3.3.4 吸水性和溶失率分析60-63
• 3.3.5 薄膜在水中降解之后的結(jié)構(gòu)變化63-64
• 3.3.6 薄膜在水中降解之后的形貌變化64-65
• 3.3.7 薄膜在水中降解之后的熱性能變化65-66
• 3.3.8 力學性能分析66-67
• 3.4 本章小結(jié)67-69
• 第四章 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-80
• 致謝80-82
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文82-84
• 附件84

【參考文獻】

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本文編號：1093743