鱼鳞胶原蛋白的研究进展

目的研究目前鱼鳞胶原蛋白的应用发展。方法综述鱼鳞及鱼鳞胶原蛋白的结构特性、提取方法以及胶原蛋白在医药、食品、化工等领域的应用,分析不同提取方法的优点及不足,并对鱼鳞胶原蛋白的未来发展做出展望。结果我国水产养殖业虽然发展较快,但水产品的综合利用滞后于世界平均水平,且鱼鳞资源丰富,经济价值较高,应充分利用鱼鳞资源,减少资源浪费,避免污染环境。结论鱼鳞胶原蛋白是目前的研究热点,也是未来胶原蛋白的发展方向。     

鱼鳞胶原蛋白的研究进展

目的进一步开发鱼鳞胶原蛋白,扩大鱼鳞胶原蛋白的应用范围。方法简述鱼鳞及鱼鳞胶原蛋白的结构特性,结合鱼鳞胶原蛋白的科研和应用现状,重点对鱼鳞胶原蛋白的提取方法进行分析对比,并概括其在医药、食品、化工等领域的应用。结论鱼鳞胶原蛋白具有优异的性能,其研究在国内外食品、医用、化工等领域均属热点,未来鱼鳞胶原蛋白的研究领域和应用范围会持续扩大,这对国民经济的发展和绿色环境的维持都具有重要的现实意义。     

鱼鳞胶原蛋白复合抗菌膜对罗非鱼肉的保鲜效果

目的制备具有抗菌性能的鱼鳞胶原蛋白复合膜,并研究其对鱼肉的保鲜效果。方法利用鱼鳞提取胶原蛋白,与马铃薯淀粉混合制备可食性复合膜,在膜中加入高良姜精油天然抗菌剂,考察精油对膜的成膜特性。结果精油降低了膜的抗张强度和透明度,增加了膜的断裂伸长率和水溶性,并且抗菌膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和黑霉菌都有较好的抑菌作用。采用含高良姜精油质量分数为1%的抗菌复合膜对罗非鱼肉进行冷藏保鲜,抗菌膜包覆的鱼肉在第8天的TVB-N值为146.7mg/kg,为二级鲜度可食用,而包覆的对照组在第6天时TVB-N值为267.8 mg/kg,已不可食用。相比对照组,抗菌膜包覆的鱼肉TBA、菌落总数、p H值均处于较低的水平。结论抗菌复合膜能抑制鱼肉脂肪氧化腐败和微生物生长,延长鱼肉冷藏的货架期。     

透明质酸/胶原蛋白/聚乙二醇复合水凝胶的研究

针对透明质酸、胶原蛋白水凝胶力学性能差的问题,采用两步交联法将透明质酸、胶原蛋白与聚乙二醇双丙烯酸酯制备成一种兼具生物相容性和高强度的复合水凝胶。研究制备了具有相同胶原蛋白和聚乙二醇双丙烯酸酯质量分数,不同透明质酸质量分数的水凝胶,从微观结构和力学强度调控了复合水凝胶的理化性能,并用L-赖氨酸对复合凝胶进行改性。SEM结果表明,三元复合水凝胶具有蜂窝状的内部结构,孔径范围在80~180μm,赖氨酸浓度达40 mmol/L时,水凝胶的压缩模量达414 k Pa,是改性前模量的19倍。细胞毒性和体内植入实验表明该水凝胶浸提环境对细胞生长无明显抑制作用,产生较低的免疫排斥反应,有望用于软骨等组织的修复。     

胶原蛋白/聚丙烯腈复合纤维的结构与性能

采用密度梯度管、声速取向仪、Instron 5565型强力仪、切片光学显微、回潮率测试等手段对胶原蛋白/聚丙烯腈复合纤维的结构和性能进行了测试。结果表明,随着胶原蛋白含量的增加,胶原蛋白/聚丙烯腈复合纤维的密度增大,总体取向度减小,断裂强度、断裂伸长和初始模量均减小。胶原蛋白/聚丙烯腈复合纤维内胶原蛋白均匀分布。胶原蛋白的加入,明显改善了腈纶纤维的吸湿性能,但随着胶原蛋白含量的提高,复合纤维的回潮率增加放缓。     

炭气凝胶及其有机气凝胶前驱体的吸附性能

间苯二酚和糠醛的醇溶液在六次甲基四胺催化下经溶胶-凝胶过程合成醇凝胶,常压干燥后得到有机气凝胶,经炭化获得炭气凝胶.利用TEM和N2吸附表征了炭气凝胶及其有机气凝胶前驱体的结构,并通过有机蒸汽吸附实验研究了气凝胶的结构-吸附性能关系.实验结果表明：有机气凝胶和炭气凝胶对极性有机蒸汽的静态饱和吸附量高于对非极性有机蒸汽的静态饱和吸附量;提高热处理温度,有利于气凝胶对低浓度极性有机蒸汽和各种浓度非极性有机蒸汽的吸附,但不利于对高浓度极性有机蒸汽的吸附;随着有机蒸汽浓度的提高,气凝胶对极性有机蒸汽的吸附量明显增大,但对非极性有机蒸汽的吸附量影响不大,仅略微上升.此外,气凝胶的室温脱附率高达60 %～85 %.     

胶原蛋白改性聚丙烯腈纤维制备及性能表征

利用聚丙烯腈纤维和胶原蛋白为基本原料,采用水解-焙烘法制备具有高吸湿性和耐久性良好的胶原蛋白改性聚丙烯腈纤维。借助FT-IR、TG、XRD、DMA、SEM等分析和讨论了改性纤维的结构和性能。结果表明,与改性前相比,改性纤维的表面光滑,表层附有大量胶原蛋白成分,回潮率由2.0%提高到了6.1%,热分解温度由318℃下降到296℃,力学性能有所下降,改性纤维耐久性较好。     

常压干燥法制备的炭气凝胶的电化学性能研究

采用常压干燥法制备了炭气凝胶,对所制得的炭气凝胶进行了电化学性能的测试,并与日本进口的超级电容器用超级活性炭进行比较.实验结果表明,炭气凝胶具有优良的电容性能,电双层比电容量和高扫描速度下(100mV/s)的质量比电容量分别达到21μF/cm2和89F/g,高于日本进口超级电容器用超级活性炭.     

Ag／PVA复合水凝胶的制备及其性能的研究

通过沉淀法制备Ag／PVA复合水凝胶，对复合水凝胶的微观结构进行了表征，并对其力学性能和抗菌性能进行了研究。结果表明，银微粒可以通过沉淀法均匀分散在水溶性的PVA中，形成Ag／PVA复合水凝胶，并且这种复合水凝胶具有抗菌性能，并改善了PVA水凝胶的力学性能。     

温敏凝胶流变性能动力学研究

应用动态流变实验测定了温敏共聚物的流体特性,分析其在溶胶-凝胶转变过程共聚物溶液随温度变化形成凝胶机理。以室内合成的四元共聚物溶液为基础,采用动态流变实验测定了该共聚物溶液在不同温度、浓度下的剪切模量和损耗模量的变化,确定了凝胶特性,并与试管倒置法比较了凝胶温度。实验结果表明,临界温度为143℃,在一定浓度下(高于接触浓度C*),低于此温度共聚物溶液具有一般粘性流体特性;高于此温度可形成凝胶网络结构;溶液在测试温度(65～240℃)内,其损耗角从56.27°逐渐变为31.04°,溶液体系从粘性流体逐渐到粘弹性流体过渡;说明该溶液在一定浓度下具有温敏特性。     

草鱼鳞片的多级结构及力学性能

经过长时间的自然进化,硬骨鱼鳞片变得超薄、超轻,并具有很好的柔韧性。为研制新型柔性防护体系,对草鱼鳞片的多级结构及力学性能进行了研究。首先,按3个不同方向(0°、45°和90°)在鳞片中心区域裁取鳞片和胶原层2组试样;然后,进行了轴向拉伸测试并对不同含水量的鳞片以及不同应变率下鳞片和胶原层的力学性能进行了对比研究。结果显示:草鱼鳞片主要由坚硬的骨质外层和软质的胶原层组成,其中胶原层由胶原纤维层交错叠加组成,交错角约为28°~31°;鳞片的力学性能为平面内各向异性,而胶原层的力学性能为各向同性;脱水鳞片的弹性模量和拉伸强度显著增加,分别约为饱水鳞片的10倍和3倍,但极限应变减少了约50%。饱水鳞片和胶原层的力学性能与应变率有很大相关性。所得结论为新型仿生复合材料及柔性防护体系的研究提供了思路。      

热变性对鱼胶原海绵材料性能的影响

以草鱼皮为原料提取天然胶原蛋白,经DSC、圆二色谱和SDS-PAGE分析证实为具有完整三螺旋分子结构的Ⅰ型胶原。在不同条件下对该胶原进行热处理后分别获得了低变性、高变性和完全变性的胶原样品,热变性焓测定结果表明热变性程度分别为16.9%,57.9%和100%。在此基础上,重点研究了热变性处理后胶原结构和胶原海绵材料性能的变化。结果表明,草鱼皮胶原变性的起始温度(To,33℃)是其分子结构和胶原海绵材料性能改变的阀值温度。高于该温度条件下的短暂受热历史即可导致胶原三螺旋结构的部分或完全解离。同时,胶原变性程度的增加,材料结构的有序性、材料力学性能和耐酶解能力也随之降低,但是促细胞增殖能力有所提升。可见,低于胶原热变性的起始温度是天然胶原提取和胶原材料应用的安全温度条件。     

草鱼肝细胞中恩诺沙星脱乙基代谢的酶动力学

用RP-HPLC法检测了草鱼肝细胞系(GCL)细胞中恩诺沙星(ENR)的代谢情况,结果显示,药物利福平(RIF)和苯巴比妥(PB)在浓度分别为(12.6±0.9)μM和(34.8±3.6)μM时对ENR脱乙基酶具有最大的诱导倍数,分别为6.0±0.4和2.3±0.3;而红霉素(ERM)对ENR脱乙基酶具有抑制作用,其抑制剂浓度EC50为(20.3±1.8)μM.RIF诱导组和对照组的GCL细胞中ENR代谢的药时曲线方程分别为Ct/Co=-0.0654Ln(t) 0.7342和Ct/Co=-0.0280Ln(t) 0.9300,酶动力学方程分别为1/V=72.5530×1/[S] 1.4922和1/V=530.9800×1/[5] 3.5274.ENR消除率和环丙沙星(CIP)转化率的研究结果表明,RIF对ENR的脱乙基代谢具有显著的促进作用,而酶动力学参数表明,RIF诱导的酶与底物的亲合力较高,酶促反应的强度较大.     

草鱼肝细胞中细胞色素P450 3A的酶促动力学

用分光光度计法和反相高效液相色谱法研究了草鱼肝细胞系(GCL)中CYP3A探针酶类红霉素-N-脱甲基酶(ERND)和6β-睾酮羟化酶(6β-TOH)的酶促反应.药物利福平(RIF)在浓度为40μM时对CCL细胞中CYP3A活性具有显著诱导作用,而苯巴比妥(PB)和地塞米松(DEX)无显著诱导作用(P＜0.05).在低浓度底物条件下,对照组和40μMRIF诱导组GCL细胞中ERND的酶促动力学方程分别为1/V=234.08×1/[S] 2.6544和1/V=85.632 × 1/[S] 1.9458,613-TOH的酶促动力学方程分别为1/V=529.91×1/[S] 14.615和1/V=56.337×1/[S] 2.1017;酶动力学参数表明,RIF诱导的CYP3A亲和力较强,催化效能较高.当底物浓度进一步增高,CYP3A活性反而降低,致使动力学曲线偏离经典的米氏动力学曲线,该结果表明GCL细胞中CYP3A存在特殊的负协同效应,这一现象是对鱼类细胞色素P450(CYP)酶促动力学的有利补充.     

复合新型保鲜膜的制备及对低温草鱼质量的影响

目的 开发一种具有优良理化性能和保鲜效果的新型生物保鲜膜。方法 以普鲁兰多糖和魔芋胶为基材,通过添加不同浓度的鱼胶原蛋白制备新型复合生物保鲜膜,结合其水溶性、透光性和质构性等指标,研究鱼胶原蛋白对复合膜物理性能的影响,并以TVB-N值、pH值、细菌总数和丙二醛含量及汁液流失率为指标,探讨在低温下复合生物膜对草鱼的保鲜效果。结果 鱼胶原蛋白能改善多糖保鲜膜的理化性能,且在其质量分数为3%时的性能最佳;将经不同涂膜处理的草鱼置于4℃下储藏12 d,结果表明,采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白涂膜处理可延缓鱼肉的腐败、肉制品中食源性病原菌的滋生及挥发性盐基氮的生成,有效延缓了脂质和蛋白质的氧化变质进程。结论 采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白能改善多糖基生物保鲜膜的物理性能和生物性能,显著保持其质构性能,可将草鱼的货架期从4 d延长至9～10 d,该新型复合保鲜膜具有良好的应用价值和开发前景。     

Metabolic regulation of collagen gel contraction by porcine aortic valvular interstitial cells

Despite a high incidence of calcific aortic valve disease in metabolic syndrome, there is little information about the fundamental metabolism of heart valves. Cell metabolism is a first responder to chemical and mechanical stimuli, but it is unknown how such signals employed in valve tissue engineering impact valvular interstitial cell (VIC) biology and valvular disease pathogenesis. In this study porcine aortic VICs were seeded into three-dimensional collagen gels and analysed for gel contraction, lactate production and glucose consumption in response to manipulation of metabolic substrates, including glucose, galactose, pyruvate and glutamine. Cell viability was also assessed in two-dimensional culture. We found that gel contraction was sensitive to metabolic manipulation, particularly in nutrient-depleted medium. Contraction was optimal at an intermediate glucose concentration (2 g l⁻¹) with less contraction with excess (4.5 g l⁻¹) or reduced glucose (1 g l⁻¹). Substitution with galactose delayed contraction and decreased lactate production. In low sugar concentrations, pyruvate depletion reduced contraction. Glutamine depletion reduced cell metabolism and viability. Our results suggest that nutrient depletion and manipulation of metabolic substrates impacts the viability, metabolism and contractile behaviour of VICs. Particularly, hyperglycaemic conditions can reduce VIC interaction with and remodelling of the extracellular matrix. These results begin to link VIC metabolism and macroscopic behaviour such as cell–matrix interaction.     

温度对HSG冻胶体系流变性的影响

测量了HSG冻胶体系的屈服应力、蠕变-回复和粘弹性参数，研究了温度对其流变性的影响．结果表明，HSG冻胶体系的屈服应力随着温度的升高而明显下降，超过冻胶体系屈服应力之后很快达到稳定的平衡应力值，温度对其影响很小．温度越高，冻胶的柔量越大，越易变形．HSG冻胶体系具有高弹低粘特性，随着温度的升高、冻胶弹性明显下降，但粘性下降不大．温度越高、冻胶线性粘弹性区域越小．     

Optical properties of coloured transparent alumina gel monolith glasses

Optical properties of transparent alumina prepared through gel process at room temperature and coloured with dopants have been studied. The absorption bands, molar absorptivity, effect of concentration and the dependence of oxidation state of copper on the copper content and water content are similar to the random network glasses. The ultraviolet absorption edge at lower energies confirm the disordered nature of the transition phase aluminasγ andδ. The absorption bands in the visible suggest the octahedral symmetry of oxygen around aluminum.     

Nano-mechanical properties of individual mineralized collagen fibrils from bone tissue

Mineralized collagen fibrils (MCFs) are distinct building blocks for bone material and perform an important mechanical function. A novel experimental technique using combined atomic force microscopy and scanning electron microscopy is used to manipulate and measure the mechanical properties of individual MCFs from antler, which is a representative bone tissue. The recorded stress–strain response of individual MCFs under tension shows an initial linear deformation region for all fibrils, followed by inhomogeneous deformation above a critical strain. This inhomogeneous deformation is indicative of fibrils exhibiting either yield or strain hardening and suggests possible mineral compositional changes within each fibril. A phenomenological model is used to describe the fibril nano-mechanical behaviour.     

丝素蛋白对胶原膜性能改善的研究

天然高分子由于其良好的生物相容性而受到广泛的关注。本研究用酶法自制了具有一定水溶性的猪皮胶原。尝试利用丝素和胶原蛋白各自的优点。用简单的溶液浇铸法制备了胶原-丝素共混膜。并通过FTIR、TGA、SEM等手段对其结构进行了表征。结果表明。由于共混膜中俩组份间存在的分子间作用力，加入小于50％的丝素的胶原膜经乙醇处理后与纯胶原膜相比。其力学性能及热稳定性有所的改善。通过改变丝素比例可以调整共混膜的吸水性。由于两组分良好的生物相容性，预料该共混膜可用作生物材料。