电子纺丝法制备丝素蛋白无纺布状排列的纳米纤维

电子纺丝是一种由聚合物溶液制得纳米级纤维的有效方法。本文将家蚕、野蚕以及由家蚕丝的结晶位点和蓖麻蚕丝的非晶位点重组的丝素蛋白，溶解在六氟丙酮(HFA)水合物中，采用电子纺丝法，成功制得了无纺布状排列的纳米纤维。用^13C交叉极化／魔角旋转：NMR分光仪测定了丝素蛋白的结构变化和纤维中HFA的残留，并用扫描电镜测试纤维直径及其分布。     

脱胶工艺对蚕丝溶解及再生丝素蛋白纤维性能的影响

为探究脱胶工艺与蚕丝溶解及纤维成形之间的关系,讨论了脱胶溶液质量分数、脱胶次数对蚕丝脱胶率、蚕丝表面形貌、丝素溶解度以及再生丝素蛋白纤维结构及性能的影响。结果表明：蚕丝脱胶率随 Na2CO3 溶液质量分数与脱胶次数的增加而增加,当 Na2CO3 溶液质量分数为0.1%、脱胶3次时,脱胶丝素纤维表面出现明显劈裂的微原纤结构,纤维的断裂强度下降了27.6%。丝胶的去除程度对丝素溶解及再生丝素纤维的结构有所影响,溶解时间随 Na2CO3 溶液质量分数、脱胶次数的增加而减少,再生丝素蛋白纤维的力学性能随脱胶程度的加深而降低,当 Na2CO3 溶液质量分数为0.05%、脱胶3次时,再生丝素蛋白纤维直径均匀、表面光滑、结构紧密且力学性能较好。     

溶剂对静电纺丝素纳米纤维结构特征的影响

将丝素蛋白分别溶解在甲酸和六氟异丙醇（HFIP）内，通过静电纺丝方法成功纺制丝素（SF）纳米非织造网。其中以甲酸为溶剂所纺纳米纤维的平均直径是80nm，并且直径分布呈单峰状，而以HFIP为溶剂的纳米纤维直径较粗为380nm。将SF纳米非织造网浸在甲醇水溶液中进行后处理，并通过红外光谱和^13C CP—MAS固体NMR谱研究非织造网的结构转变。以甲酸为溶剂制备的SF纳米纤维具有更多的肛折叠构象。甲醇水溶液是改变SF纳米纤维二级结构从无规卷曲到肛折叠结构转变的快速又有效的方法。目前的研究发现，通过使用不同溶剂可以控制丝素蛋白的尺寸和二级结构，从而将材料应用于生物医学方面，特别是组织工程方面。     

静电纺丝素纳米纤维非织造膜形态结构研究

静电纺丝可获得丝素纳米级纤维,并以非织造布状排列,广泛用于细胞支架、伤口包覆及药物控释等。用甲酸溶解丝素室温干燥膜,研究了静电纺丝素纳米纤维非织造膜的形态结构,分析其影响因素。结果表明:非织造膜孔隙率为32.3%,孔径80~600 nm;纤维直径与纺丝液质量分数表现出高度显著线性关系,纤维直径随纺丝液质量分数的升高而增大;纤维直径开始随电压的增大而变小,之后变大;电场强度相同,高电压/长距离电场形成的纤维直径小。     

再生丝素蛋白甲酸溶液静电纺丝影响因素的研究

静电纺丝是一种简单而有效地获得纳米纤维的方法.以98％甲酸为溶剂,分别溶解再生丝素蛋白室温干燥膜和烘干膜进行静电纺丝技术,根据静电纺丝原理,研究了不同再生丝素蛋白干燥膜、溶质质量分数、静电纺丝电压以及混纺壳聚糖丝素蛋白等因素对纳米纤维形态的影响.结果表明:再生丝素蛋白室温干燥膜较烘干膜可纺性高,电纺液质量分数和电压与纤维形貌具有高度相关性,是影响丝素静电纺丝的两个主要因素.壳聚糖的加入可改善低浓度纯丝素溶液静电纺丝纳米纤维的形貌结构.     

蓖麻蚕茧丝的丝素组成,结构与性能研究

对蓖麻蚕茧丝的丝素氨基酸组成进行了测定分析 ,同时用圆二色光谱、红外光谱、X射线衍射及差热分析测定方法 ,对其丝素的分子构象和聚集态结构进行分析研究。表明蓖麻蚕茧丝的丝素分子构象中除了有无规卷曲结构和 β 折叠结构外 ,还存在着α 螺旋结构。文中还对蓖麻蚕茧的缫丝特征进行了探索。     

静电纺丝素-透明质酸共混纳米纤维形态结构研究

以甲酸为溶剂,采用静电纺丝方法制备丝素蛋白(SF)与不同相对分子质量的透明质酸(HA)共混纳米纤维,并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TG-DTA)研究了SF-HA共混纳米纤维非织造网的形态、结构和性能。结果表明:通过静电纺丝,丝素与低分子量的透明质酸共混纳米纤维直径在100 nm左右,纤维表面光滑,呈圆柱状;高分子量透明质酸的加入使得纤维形态变差,出现严重的粘连现象;透明质酸的加入未对丝素分子构象和结晶结构产生明显影响。     

丝素蛋白纤维的研究进展

介绍了近年来国内外在丝素溶解方法、丝素纺丝溶液的配制及其溶液性质、丝素溶液与其他高分子溶液共混纺丝等方面的研究成果，以及静电法纺制丝素纳米纤维的研究进展。     

生物可降解再生丝素纤维的研究

以再生蚕丝丝素纤维为研究对象，探讨天然丝素纤维用中性盐溶解时分子量的变化，再生丝素纤维的聚集态结构及其与力学性能、降解性能的关系。指出，再生丝素纤维不能达到天然丝素纤维的力学性能，但其生物降解性能得到提高。     

基于三元溶液为溶剂的再生丝素纤维的制备及结构性能的研究

以CaCl2∶H2O∶C2H5OH=1∶8∶2（摩尔比）为溶剂溶解丝素,然后采用湿法纺丝制得再生丝素纤维。用电子显微镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、广角X射线衍射（XRD）、热分析（TG/TA）等方法对再生丝素纤维进行测试分析表明,与天然丝素纤维相比,再生丝素纤维蛋白质的构象发生了变化,结晶度降低;通过对再生丝素拉伸纤维的力学性能进行测试分析,结果表明再生丝素拉伸纤维的断裂强度和断裂伸长率降低。在纺丝过程中经过第二凝固浴后,再生丝素拉伸纤维的断裂伸长率有了明显的升高。     

纳米TiO2改性丝素膜中的纳米颗粒粒径分析

为了进一步改善丝素蛋白膜的结构性能,尝试用溶胶凝胶法制备纳米TiO2改性丝素复合膜。测得用溶胶--凝胶法在丝素溶液中直接生成的纳米粒子粒径在76 nm左右,用AFM、有效质量近似模型估算出纳米改性再生丝素膜中纳米粒子粒径在80 nm左右; 当TiO2含量小于1.2 %时,生成的纳米粒子的尺寸小于100 nm;纳米粒子尺寸随着溶液pH的增加而增大。研究表明用溶胶-凝胶法制备纳米再生丝素膜方法可行,成膜前后纳米粒子没有发生团聚,都处于纳米级别。     

氯化钙-甲酸溶解体系再生丝素长丝的制备及其性能

为改善再生丝素长丝力学性能差的问题,选用氯化钙-甲酸溶解体系获得丝素溶液并采用湿法纺丝技术制备再生丝素长丝。研究结果表明:与传统的三元溶剂溶解丝素至分子水平有所不同,氯化钙-甲酸可在常温条件下溶解蚕丝,更重要的是在溶解过程中保留了原纤结构,在牵伸作用下再生丝素长丝的断裂应力较传统溶解方法提高了近1倍,纤维表面均匀光滑,在放线菌蛋白酶溶液中表现出相对缓慢的降解速度。该方法工艺简单,环境友好、高效,并可实现再生丝素长丝的连续制备。     

再生丝素纤维的湿法纺丝及其交联改性研究

以六氟异丙醇(HFIP)溶解再生丝素膜,通过湿法纺丝获得再生丝素纤维。再生丝素纤维经1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)作为交联剂进行后处理,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、DSC热分析法、力学性能等表征方法研究和分析了牵伸和交联前后纤维聚集态结构和力学性能的变化。研究结果表明:再生丝素纤维经牵伸和EDC/NHS交联改性后,纤维直径变细为87μm,纤维内部结构以silk II结构为主;纤维的热稳定性提高,热分解峰峰值由281℃提高至288℃;纤维的断裂强度和断裂伸长率明显增大,分别达到1.41 cN/dtex和11.38%,表现出良好的柔韧性。     

不同分子质量丝素蛋白的分离与表征

为获得不同分子质量且分布相对集中的丝素蛋白,采用葡聚糖凝胶层析技术对再生丝素蛋白溶液进行梯度纯化、分离。通过使用合适的葡聚糖凝胶并控制层析流速,有效分离出不同分子质量的丝素蛋白,并进一步对获得的4组不同分子质量的丝素蛋白的黏度、电负性、氨基酸组成和分子构象进行分析。结果表明:丝素蛋白溶液的黏度和等电点随其分子质量的减小而减小,其电负性的提高主要源自于丝素重链被切断,且富含非重复区域的较小分子质量的肽链;4组不同分子质量的丝素蛋白均可自组装形成一定的β-折叠结构,分子质量越高的丝素蛋白越易形成稳定的分子构象。     

丝素蛋白多孔材料及其在组织工程领域的应用

讨论丝素蛋白纤维多孔材料、再生丝素蛋白多孔材料以及丝素蛋白非织造状纳米纤维多孔材料的制备方法和材料性能。认为丝素蛋白多孔材料具有合适的孔径结构和良好的生物相容性,多种组织或器官的细胞可在这些材料上黏附和增殖。综述丝素蛋白多孔材料作为一种优良的组织工程支架材料,在人工皮肤、骨、软骨、人工肌腱和韧带等组织工程领域的应用情况。     

家蚕丝素蛋白阳离子化及其对羊毛性状的影响

为提高羊毛织物的穿着舒适性,以碳化二亚胺(EDC)为激活剂激活家蚕丝素蛋白侧链上的羧基,使其与精胺反应得到阳离子化丝素蛋白,并将其整理到羊毛上,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、差示扫描热量仪对整理后的羊毛进行分析与表征。结果表明:整理后的丝素蛋白Zeta电位由-3.58 mV上升到5.41 mV;改性羊毛鳞片层表面被丝素蛋白膜包裹,其表面形成了更多的氢键和酰胺键,晶体结构更稳定,耐热分解性能提高,但力学性能下降;不同改性程度的家蚕丝素蛋白对羊毛结构的影响无明显差异,改性处理使羊毛酸性染料上染率下降。     

丝素肽增重处理对桑蚕丝结构与性能的影响

为了研究桑蚕丝增重处理的机理以及提高桑蚕丝的利用价值,通过对增重前后桑蚕丝纤维进行场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热稳定性分析(TG)等表征,分析了丝素肽增重处理对桑蚕丝纤维结构与性能的影响。结果表明:经丝素肽增重处理后,桑蚕丝纤维的横截面结构变得松弛,有空隙;纤维的纵向表面变得粗糙,有条纹;桑蚕丝纤维中各特征吸收峰的强度增强,峰形相应变宽;增重前后桑蚕丝晶型结构没有变化,且增重反应主要发生在无定形区;增重后桑蚕丝热稳定性增加。     

静电纺再生丝素纳米纤维形态结构的研究

以98％甲酸为溶剂溶解再生丝素室温干燥膜后，采用静电纺丝纺制丝素纳米纤维；采用扫描电镜观察其形态结构：研究并分析了纺丝液质量分数、电压、喷丝头到收集网的距离、纺丝管口径对纤维直径及形态的影响。结果表明：质量分数为11％-19％的纺丝液静电纺丝均能获得丝素纳米纤维，质量分数为11％、13％，电压为32kV，固化距离为7cm时，能够获得平均直径分别为91、96nm的纳米纤维：纤维直径随纺丝液质量分数的增加而增大，随电压的增大而减小，可根据纺丝液质量分数和电压选择合适的固化距离和管口径。