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I型胶原的提取及其组装和表征

陆璐  
【摘要】: 胶原蛋白,简称胶原,是细胞外基质的主要结构蛋白,是结缔组织的主要成份之一。它广泛存在于动物的皮、骨、肌腱、韧带、血管中,约占哺乳动物总蛋白的1/3。胶原蛋白以其良好的生物相容性、生物可降解性和弱抗原性,在药物释放和组织工程领域得到了广泛地应用。 本文是以不同种属的动物皮肤为基本原料,通过酸溶法——醋酸萃取提取了鲨鱼(Carcharodon carcharias)、牛蛙(Rana catesbeiana)、鹌鹑(Coturnix coturnix)、青鱼(Potamalosa richmondia)四种动物的I型胶原。用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析提取的胶原,与标准分子量蛋白比较得到:这四种胶原的肽链组成均为α1(I)2α2(I),与I型胶原的肽链组成相一致;分别测量提取的胶原的特征吸收峰,结果显示:这四种胶原的最高吸收峰均在225±5 nm,与文献报道的胶原的特征吸收峰位置相符。用考马斯亮蓝染色法测定四种胶原的浓度,结果显示:鲨鱼皮肤胶原的提取率相对最高,鹌鹑皮肤胶原的提取率相对最低。 以这四种胶原提取液为母液,使用真空冷冻干燥法,得到相应的胶原海绵。这四种胶原海绵外观相似,色泽白或微黄,质地均匀,结构较为疏松,肉眼可见许多大小不一的孔隙;进一步对其含水量、润湿时间、吸水量、吸水率等物理性能进行测定,数据表明胶原海绵亲水性好,吸水率较大。用紫外灯照射鲨鱼胶原海绵,促使其胶原分子中酪氨酸和苯丙氨酸的交联,得到的胶原支架材料呈现立体的网状结构。 设计使用透析法制备了胶原水凝胶膜,即对饱和的鲨鱼、牛蛙胶原提取液,通过透析、载玻片压平制备成胶原水凝胶膜。与电纺丝法制备纳米级胶原膜相比,此方法简便易行,无需复杂的仪器设备。螺旋测微器测量胶原水凝胶膜的厚度,在饱和状态下得到的鲨鱼胶原水凝胶膜为0.210±0.040 mm、牛蛙胶原水凝胶膜为0.070±0.015 mm。对鲨鱼胶原水凝胶膜进行SEM和AFM表征,从SEM图像中能够清楚地看到胶原纤维,彼此紧密交联,每根胶原纤维由相互缠绕的三股螺旋形成;AFM结果显示单根胶原纤维的直径在150~200 nm,组成胶原纤维的小片断的直径在100±30 nm,与SEM图得到的结果相一致。


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