本文關(guān)鍵詞：離子液體下絲素蛋白膜的制備及其性能研究

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【摘要】：絲素蛋白是一種天然高分子纖維蛋白，離子液體是一種新興的對(duì)環(huán)境友好的綠色溶劑，它為絲素蛋白的加工、綜合應(yīng)用等提供了新的途徑和思路。本文首先合成了十幾種離子液體，從中篩選出對(duì)絲素蛋白具有良好溶解性能的離子液體—1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽([Bmim]AC)，并對(duì)其進(jìn)行了表征�？疾炝私z素蛋白在該離子液體中的溶解特性及在離子液體中的溶解溫度和溶解時(shí)間，結(jié)果表明在75℃下，溶解840min，該離子液體對(duì)絲素蛋白的溶解能力達(dá)到15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。采用XRD和FT IR對(duì)絲素蛋白和再生的絲素蛋白進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)再生絲素蛋白的構(gòu)象以α-螺旋為主，絲素蛋白在溶解過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生衍生化，[Bmim]AC離子液體是絲素蛋白的優(yōu)良溶劑。分析了絲素蛋白在[Bmim]AC中的溶解機(jī)理。 對(duì)絲素蛋白/離子液體的流變性能做了相應(yīng)的研究，結(jié)果顯示：隨著溶液濃度的增大，流動(dòng)類(lèi)型從牛頓型變?yōu)榉桥ｎD型，剪切速率朝低速率方向移動(dòng)，濃度過(guò)高，會(huì)使體系流動(dòng)性下降，濃度為10%的粘流活化能為37.56KJ/mol，當(dāng)濃度達(dá)到15%的時(shí)候，粘流活化能變?yōu)?1.15KJ/mol，可以看出隨著溶液濃度的增大，粘流活化能越大，對(duì)溫度的敏感性越大，在使用高濃度的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證溶液溫度的穩(wěn)定性；隨著溫度的升高，溶液的表觀黏度下降，臨界剪切速率的值向著高剪切速率的方向移動(dòng)。由此可知，在一定的頻率范圍內(nèi)，溶液沒(méi)有產(chǎn)生凝膠點(diǎn)，溶液的穩(wěn)定性能較好，當(dāng)溶液濃度為15%時(shí)，有利于其今后的成膜。 采用玻璃板刮膜，乙醇作為凝固劑制備出經(jīng)離子液體再生后的絲素蛋白膜，并與傳統(tǒng)方法再生的絲素蛋白膜對(duì)比，優(yōu)化工藝條件，制備出的膜斷裂強(qiáng)度達(dá)到12.72MPa，溶脹率為23.25%，孔隙率為45.05%，，綜合來(lái)看要優(yōu)于傳統(tǒng)膜。對(duì)再生膜進(jìn)行了SEM、FT-IR、XRD、TGA等測(cè)試，說(shuō)明絲素蛋白在離子液體中是直接溶解的，沒(méi)有發(fā)生衍生化的反應(yīng)，再生膜都含有SilkⅠ和SilkⅡ兩種結(jié)構(gòu)，但與天然絲素蛋白相比，經(jīng)離子液體再生的絲素蛋白膜的熱穩(wěn)定性能有所下降。 通過(guò)MTT法對(duì)再生膜做了生物相容性測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)離子液體再生絲素蛋白膜活細(xì)胞數(shù)目明顯比傳統(tǒng)膜多，所制備的離子液體再生絲素蛋白膜材料可以在一定濃度范圍內(nèi)應(yīng)用在細(xì)胞中，HeLa細(xì)胞能在膜上黏附成長(zhǎng)，具有良好的細(xì)胞相容性，為該膜材料在生物領(lǐng)域的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 絲素蛋白 溶解 再生膜 流變性 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 符號(hào)說(shuō)明7-11
• 1 文獻(xiàn)綜述11-19
• 1.1 絲素蛋白11-14
• 1.1.1 絲素蛋白簡(jiǎn)介11-12
• 1.1.2. 絲素蛋白及其膜的應(yīng)用12-13
• 1.1.3 絲素蛋白膜的制備和應(yīng)用上存在的問(wèn)題13-14
• 1.2 離子液體14-17
• 1.2.1 離子液體簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 離子液體在高聚物中溶解的應(yīng)用研究進(jìn)展15-17
• 1.2.3 離子液體在應(yīng)用上存在的問(wèn)題17
• 1.3 課題的選擇與設(shè)計(jì)方案17-19
• 1.3.1 選題的目的及意義17-18
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案18-19
• 2 離子液體的合成及對(duì)絲素蛋白溶解性能的研究19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分19-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器19-20
• 2.2.2 離子液體的合成20-25
• 2.2.3 蠶絲的脫膠25
• 2.2.4 配制苦味酸胭脂紅25
• 2.2.5 絲素蛋白在離子液體中的溶解25
• 2.3 結(jié)果與討論25-31
• 2.3.1 離子液體的篩選25-27
• 2.3.2 [Bmim]AC 離子液體對(duì)絲素蛋白的溶解性能考察27-29
• 2.3.3 溶解前后絲素蛋白的表征29-30
• 2.3.4 離子液體[Bmim]AC 的結(jié)構(gòu)與性能表征30
• 2.3.5 [Bmim]AC 對(duì)絲素蛋白的溶解機(jī)理分析30-31
• 2.4 小結(jié)31-32
• 3 絲素蛋白/離子液體溶液的流變性能研究32-42
• 3.1 前言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-33
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器32-33
• 3.2.2 絲素蛋白/離子液體（[Bmim]AC）溶液的制備33
• 3.2.3 穩(wěn)態(tài)流變性能的測(cè)定33
• 3.2.4 動(dòng)態(tài)流變性能的測(cè)定33
• 3.3 結(jié)果與討論33-40
• 3.3.1 絲素蛋白/離子液體（[Bmim]AC）溶液的穩(wěn)態(tài)流變性能33-38
• 3.3.2 絲素蛋白/離子液體（[Bmim]AC）溶液的動(dòng)態(tài)流變性能38-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 4 再生絲素蛋白膜的制備及其性能的研究42-55
• 4.1 前言42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分42-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器42-43
• 4.2.2 絲素蛋白/離子液體溶液的制備43
• 4.2.3 絲素蛋白膜的制備43-44
• 4.2.4 再生絲素蛋白膜的表征和性能的測(cè)定44-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-54
• 4.3.1 凝固劑的選擇46
• 4.3.2 再生絲素蛋白膜的成膜照片46-48
• 4.3.3 SEM 的測(cè)定48-49
• 4.3.4 機(jī)械性能（膜的斷裂強(qiáng)度σ）測(cè)定49-50
• 4.3.5 溶脹性的測(cè)定50-51
• 4.3.6 孔隙率的測(cè)定51-52
• 4.3.7 紅外光譜（FT-IR）52
• 4.3.8 X-射線(xiàn)衍射（XRD）52-53
• 4.3.9 熱穩(wěn)定性測(cè)試（TGA）53-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 5 細(xì)胞生物相容性的測(cè)試55-62
• 5.1 前言55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分55-59
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器55-57
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)流程57-58
• 5.2.3 MTT 測(cè)試及細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)58-59
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-60
• 5.3.1 細(xì)胞培養(yǎng)及其形態(tài)59
• 5.3.2 細(xì)胞增值率59-60
• 5.4 小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68-69

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本文編號(hào)：828571