胶原和胶原膜的研究和发展讲座.ppt

可再生资源 碳水化合物 纤维素 木质素 淀粉 胶质 蛋白质 胶原蛋白 ~ 30% 动物蛋白 胶原的功能 生物功能 细胞、组织等基膜主要组成成分 构成皮肤、骨骼等主要纤维蛋白 工业上应用 制革 医药 食品 胶原蛋白主要结构 Type I – 皮, 骨, 腱 2a1(I) chains 1a2(I) chain Type II – 软骨组织 (3a1(II) chains) Type III – 婴幼儿的皮，骨，腱 (3a1(III) chains) Types V XI 细胞基底膜 (a1, a2, a3) 原胶原分子 三条肽链组成 (Gly-Xxx-Yyy)n Gly-Pro-HPr 每条肽链均是左旋的 a链 不是 a螺旋 呈现 (Gly-Xxx-Yyy)n周期结构 每条肽链的长度大约为0.94nm 大约共1000个氨基酸组成 三条左旋的a链相互缠绕构成了原胶原的右手复合螺旋，即胶原的螺旋构象 Electron micrographs  skin collagen 超分子结构 微原纤维 Smith model (1968) 五股初原纤维形成的右手大螺旋微原纤维 Other models 原纤维 MCF bundle 纤维束 Type I 胶原蛋白 每条肽链由1014个氨基酸构成 (-Gly-Pro-Y-)and (-Gly-X-Hyp-) 端肽分别为： N=16 C=26 主要区段氨基酸呈周期排列 原胶原长度为 4.4 D ，分子之间空隙为0.6 D 长 原胶原分子大约 300 nm X 1.5 nm 胶原蛋白的应用 目前工业应用实例 目前工业应用实例 目前工业应用实例 胶原膜 生物体膜 食品包装 包裹药品 食品包装膜 单独胶原膜 改性胶原膜 共混胶原膜 单独明胶膜 成膜工艺流程： 单独明胶膜特点 白色透明状 强度小 易吸潮 易发霉 改性明胶膜 成膜工艺流程： Collagen Cross-links 改性明胶膜特点 黄色透明 强度更差 更易吸潮 共混明胶膜 成膜工艺流程： 研究展望 共混膜的强度要远远高于单独成膜或者改性膜 但纳米材料的表面能大，不易分散，容易聚集 如何在成膜时候保证纳米材料分散状态最佳？ 称取一定量的明胶，加入蒸馏水溶解后，恒温搅拌15min后，加入一定量的增塑剂（甘油）与交联剂，继续在同样的温度下搅拌一定的时间，倒入涂有少量甘油的表面皿中，送入恒温干燥成膜，剥离备用。 Figure 5: Intra-molecular and inter-molecular cross-links Intra-molecular Inter-molecular 称取质量浓度为80g/L的明胶，加入蒸馏水溶解后，恒温（65℃）搅拌15min后，制成明胶溶液，放在恒温（65℃）水浴箱待用。在称取一定量的纳米SiO2，加入蒸馏水，在同样的温度下高速搅拌30min，然后将待用的明胶溶液逐滴加入纳米SiO2溶液中（2h内滴加完，在滴加的过程中，用电动搅拌器恒速搅拌）。滴加完以后在继续搅拌30min后，倒入涂有少量甘油的培养皿中（每个培养皿倒入20ml），送入恒温干燥成膜，剥离备用。 * 胶原及胶原膜的研究及发展 Study and Development of Collagencollagen film 郭文宇 胶原蛋白类型之组成及其在组织中之分布 大水疱性类疱疮 ? XⅦ 立方羊膜表皮之下 ? XⅥ 织维母细胞 ? XⅤ 软骨、皮肤、筋、胎盘 ? XⅣ 表面组织、小肠粘膜 ? XⅢ 皮肤、筋、软骨 ? Ⅻ 肥厚组织、软骨 59，000 Ⅺ 软骨、眼后房水 69，000－85，000 Ⅹ 主动脉血管细胞、角膜内细胞 180，000 Ⅸ 表皮细胞与基底膜 ? Ⅷ 子宫、胎盘与皮肤 ? Ⅶ 透明软骨外之大部分细胞周围组织 ? Ⅵ 细胞基底膜 175，000－185，000 Ⅴ 血管、皮肤、肉芽组织 100，000 Ⅳ 软骨 100，000 Ⅲ 细胞培养、肿瘤 100，000 Ⅱ-trimer 皮肤、骨骼、血管等多数结缔组织 100，000 Ⅰ 组织分布 各单链分子量 形 式 Collagen Structure 胶原蛋白与树脂结合偿还香烟滤嘴与滤过剂之材料 其他 细胞培养用 、 生物感测器 、生物反应器担体膜 、血小板凝集用试药 研究用途 涂料 、塑料 、油墨 等 化工原料 保健食品 、饮料 食品工业 护肤霜（膏） （保水性） 、润发剂 等 化妆品 整形外科 、缓释性药物 、膀胱失禁用药等 医药品与医学用途 人工皮肤 、人工食道 、人工气管 、烧伤保护膜 生医材料 各 种 应 用 行业 由老鼠实验得知，此多胜对血压上升有抑制效果，可作为健康食品 胶原蛋白