以絲素蛋白為模板調控碳酸鈣生物礦化的研究.pdf

1、作為貝殼珍珠層中主要蛋白的類似物，再生絲素蛋白在生物礦化過程對碳酸鈣的晶型和形貌均具有顯著的調控作用。盡管絲素蛋白調控生物礦化研究已獲得諸多進展，其調控機制還需要進行深入研究。眾所周知，蛋白質特殊的納米結構在調控生物礦化過程中起重要作用，因此，制備具有均一納米結構的絲素蛋白模板對于闡述其調控作用具有十分重要的意義。
　　在本論文中，我們首先通過電場調控絲素蛋白自組裝，制備了尺寸在300nm左右的絲素蛋白微球，并以此為模板，研究了其

2、對碳酸鈣生物礦化的調控機理。實驗發(fā)現(xiàn)：絲素蛋白微球對碳酸鈣的晶型和形貌均具有調控作用，且其調控作用的空間極限在350-750nm左右，因此通過控制調控時間可以得到具有層級結構的碳酸鈣/絲蛋白復合顆粒，為設計合成具有復雜結構的新型材料提供了依據。
　　在此基礎上，探討了礦化時間、反應物濃度和絲蛋白模板均一性對碳酸鈣結晶行為的影響，獲得了制備結構均一的碳酸鈣微球的優(yōu)化參數，為提高碳酸鈣/絲蛋白復合顆粒在藥物釋放、光學等領域的可應用性提

3、供材料支撐。
　　其次，通過緩慢濃縮-稀釋-溫度處理的方法，制備了長度在1-2μm左右、主要由β-sheet結構組成的絲蛋白納米纖維，并通過超聲處理的方法對納米纖維的長度進行進一步調控，從而為碳酸鈣生物礦化提供不同尺寸的絲素蛋白納米纖維模板。在此基礎上，研究了納米短纖維的再生長機制，可望為碳酸鈣礦化產物晶型和形貌調控提供更為豐富的模板材料。
　　最后，初步探索了富含β-sheet的絲素蛋白納米纖維對碳酸鈣礦化的調控作用。實驗

4、發(fā)現(xiàn)，同主要由非晶結構的絲蛋白納米球做模板進行調控的結果不同，碳酸鈣完全由方解石組成，而不存在球文石結構，證明絲蛋白的二級結構對調控碳酸鈣晶型可能也存在重要作用。絲蛋白納米纖維調控形成的方解石晶體內外表現(xiàn)出不同的微觀結構，核心部分的方解石晶體由于納米纖維的調控作用形成了具有一定取向的織構結構，而外部則為方解石單晶。核心部分的尺寸在1μm左右，進一步證明了絲蛋白調控生物礦化的尺寸限制效應。
　　綜述所述，本論文采用溫和的物理方式，對