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科学家受“煮鸡蛋”启发研发高强度天然球蛋白水凝胶

发布时间:2019-01-08 15:09:56 | 来源:《中国生物技术发展中心网站》2019年01月08日
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近期,河南理工大学陈强课题组和美国阿克伦大学郑洁课题组在Chemistry of Materials杂志上在线发表了题为“General Principle for Fabricating Natural Globular Protein-Based Double-Network Hydrogels with Integrated Highly Mechanical Properties and Surface Adhesion on Solid Surfaces”的研究论文。该研究受“煮鸡蛋”过程中蛋白质变化的启发,成果制备了高强高韧和优秀自恢复性的天然球蛋白/合成聚合物水凝胶。

天然蛋白质水凝胶因具有优异的生物相容性/生物可降解性和低细胞毒性/免疫原性,在载药、组织工程和生物传感等领域具有广阔的应用前景。但通常天然蛋白质水凝胶的机械性能较差,而现有的增强策略和蛋白质基水凝胶体系仍具有一些不足。因此,开发基于天然蛋白质的多用途强韧水凝胶仍然具有很大挑战性。

针对这一难题,科研者受“煮鸡蛋”过程中蛋白质变性和凝胶化的启发,利用“蛋白质解折叠”和“双网络”的思路,以牛血清白蛋白(BSA)作为模型蛋白质,在80℃下使BSA变性解折叠并形成物理交联的BSA第一网络,同时引入化学或物理交联的聚合物凝胶作为第二网络,成功制备了高强度高韧性和优良自恢复性能的天然球蛋白/合成聚合物水凝胶。此外,该原位聚合的水凝胶还可以强韧的黏附在未经任何化学处理的固体表面,该工作开辟了一条制备蛋白质-聚合物杂化水凝胶的新途径,并有望用于人造软组织,柔性电子器件和可穿戴设备等领域。

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