2024年4月10日发(作者：郑冠玉)
蛋白质凝胶的应用
1 蛋白质凝胶在吸水凝胶方面的应用
吸水凝胶是一种通过水合作用迅速吸收大量水分而成凝胶状的不溶性亲水高聚物。它
能吸收自身重量数十倍甚至数千倍的液体, 同时具有较强的保液能力。目前国内外研究和
应用最多的主要是聚丙烯酸与聚丙烯腈类高吸水凝胶, 这类凝胶有很好的持水能力, 不足
之处是它们不可生物降解, 并且自身含有未反应的有毒单体, 在应用上受到一定的限制。
近10 年来, 已有化学改性蛋白质凝胶被用于制备吸水材料, 因为蛋白质无污染, 是可
生物降解的天然物。Hwang等通过乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性大豆蛋白, 经戊二醛交
联得到最大吸水量可达自重300 多倍的吸水凝胶。Rathna 等进一步研究了用乙醇处理的
EDTAD 改性大豆蛋白和鱼蛋白凝胶, 所得凝胶的最大吸水量可达自重的400多倍, 乙醇
还可除去凝胶中的水分, 萃取蛋白凝胶中低分子量臭味物质和凝胶中未反应的戊二醛。刘
琼等则在制备
EDTAD 改性明胶蛋白凝胶时重点探讨酰化前蛋白质预处理, 通过紫外- 可见分光光
度法确定了酰化反应的工艺条件(蛋白质浓度为1%, pH 值为12, 酰化反应时间为2～3h)。
酰化改性明胶制得的水凝胶, 其吸水量最大可达自重的100 多倍。研究还发现此水凝胶体
系有pH 敏感性, 可用作药物控释的载体。
2 蛋白质凝胶在智能凝胶方面的应用
智能型水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶, 外界刺激可以是温度、pH
值、溶剂、盐浓度、光、化学物质等。根据对外界刺激的响应情况, 智能型水凝胶分为: 温
度敏感型水凝胶、pH 敏感型水凝胶、光敏感型水凝胶、压力响应型水凝胶、生物分子响
应型水凝胶等。由于敏感型水凝胶的这种智能性, 其在药物缓释、蛋白质的分离提纯、人
工肌肉等方面有着广阔的应用前景。
智能凝胶以合成材料为主, 近年, 以蛋白质或蛋白质经改性后制得对环境产生敏感响
应的凝胶开始出现。Walters Christina发现LEA- 1 蛋白加入水能生成水凝胶。该水凝胶
可作为吸收材料的有效组成、皮肤治疗剂、药物或化妆品赋形剂、改善食物吸湿和保湿作
用的添加剂、保持生物分子完整性的防冻剂、增强有机体抗干渗透、耐热性和耐寒性的材
料。丝心蛋白和壳聚糖共混, 与戊二醛交联制得半互穿网络结构的智能水凝胶, 其可用作非
诺洛芬钙缓释制剂的载体。周英辉等用明胶/ 海藻酸钠聚合物交联互穿网络作为基材, 制
备了一种pH 敏感型微胶囊药物制剂。该制剂在酸性环境中释放百分率较小, 而在碱性环
境中为突释型制剂,释放率升高, 体现了蛋白质的特性, 适用于在酸性环境中需要保护药
效、在碱性环境中发挥药效的药物。
3 蛋白质凝胶在组织工程材料等方面的应用
蛋白质凝胶还可应用于组织工程基材、创伤敷料和合金膜等生物材料方面。高学军等
[26]以戊二醛为交联剂, 利用冻干工艺制得的胶原海绵可用于生物杂化人工皮肤组织工程
的研究。国外有文献报道, 将转化生长因子——β1(TGFβ1)引入到胶原海绵中, 可以释放具
有生物活性的TGFβ1, 这种海绵体材料是骨修复的理想材料。马芳制备了一种丝素/明胶共
混膜, 随着明胶含量的增加, 共混膜的溶胀率、透气性、热稳定性都有所提高, 改善了原有
丝素膜的性能。邹勇等制备的明胶- 壳聚糖合金膜是一种优质的皮外覆盖材料。何兰珍等
通过冷冻壳聚糖- 明胶共混液诱导相分离的方法, 制备了多孔性、亲水性、透气性良好的
壳聚糖- 明胶海绵状伤口敷料。
2024年4月10日发(作者：郑冠玉)
蛋白质凝胶的应用
1 蛋白质凝胶在吸水凝胶方面的应用
吸水凝胶是一种通过水合作用迅速吸收大量水分而成凝胶状的不溶性亲水高聚物。它
能吸收自身重量数十倍甚至数千倍的液体, 同时具有较强的保液能力。目前国内外研究和
应用最多的主要是聚丙烯酸与聚丙烯腈类高吸水凝胶, 这类凝胶有很好的持水能力, 不足
之处是它们不可生物降解, 并且自身含有未反应的有毒单体, 在应用上受到一定的限制。
近10 年来, 已有化学改性蛋白质凝胶被用于制备吸水材料, 因为蛋白质无污染, 是可
生物降解的天然物。Hwang等通过乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性大豆蛋白, 经戊二醛交
联得到最大吸水量可达自重300 多倍的吸水凝胶。Rathna 等进一步研究了用乙醇处理的
EDTAD 改性大豆蛋白和鱼蛋白凝胶, 所得凝胶的最大吸水量可达自重的400多倍, 乙醇
还可除去凝胶中的水分, 萃取蛋白凝胶中低分子量臭味物质和凝胶中未反应的戊二醛。刘
琼等则在制备
EDTAD 改性明胶蛋白凝胶时重点探讨酰化前蛋白质预处理, 通过紫外- 可见分光光
度法确定了酰化反应的工艺条件(蛋白质浓度为1%, pH 值为12, 酰化反应时间为2～3h)。
酰化改性明胶制得的水凝胶, 其吸水量最大可达自重的100 多倍。研究还发现此水凝胶体
系有pH 敏感性, 可用作药物控释的载体。
2 蛋白质凝胶在智能凝胶方面的应用
智能型水凝胶是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶, 外界刺激可以是温度、pH
值、溶剂、盐浓度、光、化学物质等。根据对外界刺激的响应情况, 智能型水凝胶分为: 温
度敏感型水凝胶、pH 敏感型水凝胶、光敏感型水凝胶、压力响应型水凝胶、生物分子响
应型水凝胶等。由于敏感型水凝胶的这种智能性, 其在药物缓释、蛋白质的分离提纯、人
工肌肉等方面有着广阔的应用前景。
智能凝胶以合成材料为主, 近年, 以蛋白质或蛋白质经改性后制得对环境产生敏感响
应的凝胶开始出现。Walters Christina发现LEA- 1 蛋白加入水能生成水凝胶。该水凝胶
可作为吸收材料的有效组成、皮肤治疗剂、药物或化妆品赋形剂、改善食物吸湿和保湿作
用的添加剂、保持生物分子完整性的防冻剂、增强有机体抗干渗透、耐热性和耐寒性的材
料。丝心蛋白和壳聚糖共混, 与戊二醛交联制得半互穿网络结构的智能水凝胶, 其可用作非
诺洛芬钙缓释制剂的载体。周英辉等用明胶/ 海藻酸钠聚合物交联互穿网络作为基材, 制
备了一种pH 敏感型微胶囊药物制剂。该制剂在酸性环境中释放百分率较小, 而在碱性环
境中为突释型制剂,释放率升高, 体现了蛋白质的特性, 适用于在酸性环境中需要保护药
效、在碱性环境中发挥药效的药物。
3 蛋白质凝胶在组织工程材料等方面的应用
蛋白质凝胶还可应用于组织工程基材、创伤敷料和合金膜等生物材料方面。高学军等
[26]以戊二醛为交联剂, 利用冻干工艺制得的胶原海绵可用于生物杂化人工皮肤组织工程
的研究。国外有文献报道, 将转化生长因子——β1(TGFβ1)引入到胶原海绵中, 可以释放具
有生物活性的TGFβ1, 这种海绵体材料是骨修复的理想材料。马芳制备了一种丝素/明胶共
混膜, 随着明胶含量的增加, 共混膜的溶胀率、透气性、热稳定性都有所提高, 改善了原有
丝素膜的性能。邹勇等制备的明胶- 壳聚糖合金膜是一种优质的皮外覆盖材料。何兰珍等
通过冷冻壳聚糖- 明胶共混液诱导相分离的方法, 制备了多孔性、亲水性、透气性良好的
壳聚糖- 明胶海绵状伤口敷料。