紐約布魯克林，星期三，2021 年 6 月 23 日——由于具有可調節(jié)的特性，包含刺激敏感聚合物的水凝膠是最有吸引力的分子支架之一，因為它們的多功能性允許在組織工程、藥物輸送和其他生物醫(yī)學領域中應用。
肽和蛋白質作為構建塊越來越受歡迎，因為它們可以被刺激自組裝成納米結構，如納米顆粒或納米纖維，從而實現(xiàn)凝膠化——形成可以捕獲水和小分子的超分子水凝膠。為了制造這種智能生物材料，工程師們正在開發(fā)能夠對包括熱量在內的多種刺激做出反應的系統(tǒng)。盡管熱敏水凝膠是被廣泛研究和理解的一類蛋白質生物材料，但據報道，在結合刺激響應性(包括 pH 值、光、離子強度、氧化還原以及添加小分子)方面也取得了實質性進展。
紐約大學坦登工程學院的一組研究人員先前報道了使用卷曲螺旋蛋白 Q形成的響應性水凝膠，擴大了他們的研究，以確定 Q 蛋白在不同溫度和 pH 條件下的凝膠化。這項名為“刺激響應卷曲螺旋纖維水凝膠的自組裝”的研究發(fā)表在皇家化學學會期刊Soft Matter 上。
紐約大學朗格健康學院和紐約大學牙科學院的化學和生物分子工程教授Jin Kim Montclare與第一作者 Michael Meleties、博士生導師共同指導了這項研究。學生 Dustin Britton、博士后助理 Priya Katyal 和本科研究助理 Bonnie Lin。
使用透射電子顯微鏡、流變學和結構分析，他們觀察到 Q 自組裝并形成纖維基水凝膠，在 pH 7.4 和 pH 10 下表現(xiàn)出較高的臨界溶解溫度 (UCST) 行為，彈性性能增加。然而，在 pH 6 時，Q形成多分散納米粒子，它們不會進一步自組裝并發(fā)生凝膠化。Q 在 pH 值為 6 時的高凈正電荷會產生顯著的靜電排斥，從而防止其凝膠化。這項研究可能會指導對生物相關刺激敏感的新型支架和功能性生物材料的開發(fā)
Montclare 解釋說，上限臨界溶解溫度 (UCST) 相行為的特征是當溶液冷卻到臨界溫度以下時會形成水凝膠。
標簽： 水凝膠
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