Aufrufe: 18 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 28.01.2022 Herkunft: Website
Seide wird durch die Seidenflüssigkeit koaguliert, die von den Seidendrüsen der Seidenraupe abgesondert wird. Seidenfibroin ist der Hauptbestandteil der Seide und macht etwa 70 bis 80 % der Seidenqualität aus. Es ist ein natürliches biologisches Makromolekül ohne physiologische Aktivität. Es wird durch die Verbindung mehrerer Aminobindungen gebildet und sein Molekulargewicht wird im Allgemeinen mit etwa 3,7×105 angenommen.
Seidenfibroin enthält 18 Arten von Aminosäuren, von denen Glycin, Alanin und Serin etwa 85 % der Gesamtzahl der Aminosäuren ausmachen. Kette, ca. 26 kD) aus natürlichem makromolekularem Fibrin.
Zwischen dem Cysteinrest an Position 20 des C-Terminus der H-Kette und dem Cysteinrest an Position 172 der L-Kette wird eine Disulfidbindung gebildet, um die beiden zu verbinden. Darüber hinaus gibt es ein Glykoprotein (P25) mit einer Molekülmasse von etwa 30 kD und der Komplex aus H-Kette und L-Kette ist durch hydrophobe Wechselwirkung gebunden, und das Molverhältnis von H-Kette, L-Kette und P25 beträgt 6:6:1. In der H-Kette sind 94 % der Sequenz eine stark repetitive kristalline Region, und der verbleibende Teil umfasst die N-terminale Sequenz (Signalpeptid), den verbindenden Teil zwischen den kristallinen Regionen und die C-terminale Sequenz.
Die Aminosäuresequenz im kristallinen Bereich besteht hauptsächlich aus Hexapeptid-Wiederholungen (Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala), die eine antiparallele β-Faltblattstruktur bilden. Seidenfibroin besteht im aggregierten Zustand aus einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zustand, und der kristalline Zustand kann in Seide I und Seide II unterteilt werden. Die antiparallele β-Faltblattstruktur gehört zu SeideⅡ, einem orthorhombischen Kristallsystem; SilkⅠ ist eine Zwischenform zwischen α-Helix und β-Faltblatt und die Stereokonformation ist gekröpft. , kann der Wechsel des Lösungsmittels Seide I in Seide II verwandeln.
Darüber hinaus gibt es eine kristalline Seide III, die sich im Seidenfibroinfilm befindet, der zwischen der Seidenfibroinlösung und der Luftgrenzfläche gebildet wird und eine Zwischenform zwischen Seide I und Seide II darstellt. Die oben erwähnte einzigartige Struktur von Seidenfibroin verleiht ihm viele besondere Eigenschaften. Seidenfibroin weist nicht nur gute Biokompatibilitäts- und Abbaueigenschaften auf, sondern zeichnet sich auch durch einfache Verarbeitung und Modifikation, ungiftige Abbauprodukte und geringe Immunogenität aus. Außerdem ist die mechanische Festigkeit von Seidenfibroinmaterialien deutlich besser als bei anderen biologischen Materialien.
In den letzten Jahren haben viele Forscher osteogene Samenzellen und Seidenfibroin kombiniert, um Seidenfibroinmaterialien mit Knochenreparaturfähigkeit herzustellen. Das Seidenfibroin in den Materialien kann den erforderlichen Raum und die Umgebung für Zellwachstum, Adhäsion und Differenzierung bieten. Die Forschung und Entwicklung von Knochenreparaturmaterialien auf Seidenfibroinbasis ist zu einem der Brennpunkte in der Knochengewebe-Engineering-Forschung geworden. Gegenwärtig werden verschiedene Formen von Seidenfibroin-Biomaterialien, darunter Seidenfibroinmembranen, Seidenfibroin-Nanofasern, Seidenfibroin-Hydrogele und poröse Seidenfibroin-Materialgerüste, häufig bei der Reparatur von Knochenverlust und -verletzungen eingesetzt.
1. Forschung zur Anwendung von Seidenfibroin im Bereich Biosensoren
Ein Biosensor ist ein Analysesystem, das aus biologisch aktivem Material als empfindlichem Element und einem geeigneten Wandler besteht. Die Immobilisierung biologisch aktiver Enzyme ist ein wesentlicher Schritt bei der Herstellung nahezu aller Arten von Biosensoren. Die aus Seidenfibroin hergestellte Seidenfibroinmembran ist ein ausgezeichneter immobilisierter Enzymträger, und es wurden viele Studien zu seiner Anwendung in Biosensoren veröffentlicht. Seidenfibroinmembranen als Enzymimmobilisierungsträger wurden 1978 eingeführt.
Im Jahr 1989 wurde der auf einer Seidenfibroinmembran immobilisierte Glukoseoxidase-Biosensor erstmals auf das Analysesystem angewendet. Mittlerweile werden Seidenfibroinmembranen in Biosensoren und anderen Detektoren häufig als hervorragende Enzymimmobilisierungsmittel eingesetzt. Zu den gemeldeten Enzymen, die mit Seidenfibroinmembranen immobilisiert sind, gehören Glucoseoxidase (GOD), Peroxidase (POD), Urease, Lipase, Pektinase, Katalase, Verzuckerung und Superoxiddismutase. , Penicillin-Acylase, Papain, Phenylalanin-Lyase, β-Glucosidase usw.
Darüber hinaus wurde auch über die Verwendung von Seidenfibroinmembranen für Neurotransmittersensoren berichtet. Die geladenen Eigenschaften des Seidenfibroinfilms wurden untersucht. Die Forschung zeigte, dass der Seidenfibroinfilm ein Polyaminosäurefilm mit amphoterer Ladewirkung ist. Die Ladung kommt hauptsächlich von den geladenen Gruppen an den Seitenketten basischer und saurer Aminosäuren. pH-Wert = etwa 4,5. Mithilfe der amphoteren Ladungseigenschaften des Seidenfibroinfilms vor und nach dem isoelektrischen Punkt und der elektrostatischen Wechselwirkung zwischen den Ladungen kann die Elektrode modifiziert werden. Unter der physiologischen Bedingung von pH = 7,4 zeigt der Seidenfibroinfilm die charakteristische Leistung eines geladenen elektrischen Films. Beseitigen Sie effektiv die Störung durch anionische Verbindungen.
Die Elektrode wurde zur Bestimmung des Neurotransmitter-Verbindungssystems verwendet, die Neurotransmitter DA und 5-HT wurden gemessen und der pH-Wert-Ladungsauswahleffekt dieser modifizierten Elektrode wurde überprüft. Es verfügt über viele Vorteile, wie z. B. Eigenschaften, was seine breiten Perspektiven für die Bestimmung biologischer Substanzen und die biowissenschaftliche Forschung voll zum Ausdruck bringt.
2. Biologisches Enzymschutzmittel
Organophosphor-Pestizide können sich mit Cholinesterase im Körper verbinden, um über Organophosphat eine stabile phosphorylierte Cholinesterase zu bilden, wodurch die Aktivität der Cholinesterase im menschlichen Körper gehemmt wird, sodass durch normale Nervenaktivität produziertes Acetylcholin nicht sofort abgebaut werden kann. Vergiftung und Tod des Menschen. Daher ist es eine wirksame Antivirenmethode, zunächst in vitro mit dem Gift zu reagieren, sodass es nicht mehr in den Körper eindringen und dort zerstört werden kann. Mit Acetylcholinesterase als Entgiftungsenzym und Seidenfibroinlösung als Enzymträger hat der behandelte Stoff eine gute Antivirenwirkung und kann bei geeigneten Temperaturbedingungen lange gelagert werden. Wenn destilliertes Wasser als Enzymträger verwendet wird, kann es auch verwendet werden. Der Stoff hat eine gute Antivirenwirkung, seine Antivirenwirkung nimmt jedoch mit zunehmender Zeit ab.
Es zeigt, dass die Seidenfibroinlösung bei Verwendung als synthetisches biologisches Enzymschutzmittel direkt mit toxischen Substanzen (Organophosphaten) reagieren und sich zu stabiler phosphorylierter Cholinesterase verbinden kann, um die Schädigung des menschlichen Körpers durch die toxischen Substanzen zu blockieren. Studien haben gezeigt, dass es möglich ist, Seidenfibroinlösung als biologisches Enzymschutzmittel zu verwenden, das eine gute Antivirenwirkung hat und die Haltbarkeit des Enzyms verlängern kann.
3. Materialien zur kontrollierten Wirkstofffreisetzung
5-Fluorouracil (5-FU) wurde in eine Seidenfibroinmembran eingebettet und die Arzneimittelfreisetzung in der Seidenfibroin-5-FU-Verbundmembran wurde bei verschiedenen pH-Werten gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Seidenfibroinmembran als Träger für 5-FU und gleichmäßig eingebettetes 5-FU verwendet werden konnte. Aufgrund des Schutzes der Seidenfibroinbeschichtung verlangsamte sich die Auflösungs- und Freisetzungsrate von 5-FU im Verbundfilm und die Freisetzungszeit verlängerte sich.
Wenn sich die beschichtete Verbundmembran nahe am isoelektrischen Punkt von Seidenfibroin (pH=4,5) befindet, ist die Freisetzungsgeschwindigkeit von 5-FU in Lösung langsamer und die Freisetzungszeit länger, was darauf hindeutet, dass die Anpassung des pH-Werts der externen Lösung die Freisetzungsgeschwindigkeit von 5-FU regulieren kann. Die Seidenfibroinmembran mit poröser Struktur wird durch Gefriertrocknungsverfahren hergestellt. Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Kapillaren in der Membran verbessert die Luftdurchlässigkeit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit der Seidenfibroinmembran erheblich. Das Arzneimittel wird in der porösen Seidenfibroinmembran aufgetragen, und das Vorhandensein von Poren unterstützt die kontrollierte Freisetzung des Arzneimittels.
4. Biomimetische Materialien
Der Wundschutzfilm „künstliche Haut“ aus Seidenfibroinfolie und frischer Schweinehaut wurden bei Kaninchen verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Leistung des Seidenfibroinfilms besser war als die von Schweinehaut. In klinischen Studien mit tiefen Wunden II. Grades und oberflächlichen Wunden II. Grades zeigte es eine gute Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und Haftung an der Wundoberfläche, was die Wundheilung fördert. In Bezug auf die biologischen Eigenschaften verfügt es über starke bakterizide Eigenschaften, eine gute Haftung zwischen dem Arzneimittelseidenfibroinfilm und der Körperoberfläche, erfüllt die Anforderungen der Wundabdeckung und ist ungiftig, hat keine hautreizende Wirkung und weist Zytotoxizität auf. Der Schutz und die Behandlung von Hautverletzungswunden wie z. B. plastischen Hautentfernungsbereichen kann grundsätzlich durch den Einsatz von Gerüstmaterialien erreicht werden, diese sind jedoch in Bezug auf Biokompatibilität und Zelladhäsion natürlichen Polymeren weit unterlegen.
Die Biokompatibilität und Zelladhäsionsfähigkeit von Gerüstmaterialien sind von entscheidender Bedeutung. Seidenfibroin wird als natürliches Polymermaterial mit ausgezeichneter Biokompatibilität bevorzugt. In den letzten Jahren hat auch die Verwendung von Seidenprotein zur Modifizierung einiger Biopolymermaterialien große Aufmerksamkeit von Forschern auf sich gezogen.
Im Vergleich zu anderen natürlichen Polymeren hat Seidenfibroin offensichtliche Vorteile. Studien haben gezeigt, dass es eine gute Biokompatibilität aufweist, ungiftig, nicht umweltschädlich, nicht reizend und biologisch abbaubar ist. Daher widmen sich viele Wissenschaftler der Erforschung und Entwicklung neuer Anwendungsbereiche von Seidenfibroin. Seidenfasern werden seit Tausenden von Jahren als Textilfasern verwendet und seit Jahrzehnten klinisch verwendet, beispielsweise als chirurgisches Nahtmaterial. Da festgestellt wurde, dass Seidenfibroin einzigartige physikalisch-chemische Eigenschaften und eine gute Verträglichkeit mit dem menschlichen Körper aufweist, wurde es ausführlich als Lebensmittelzusatzstoff und in kosmetischen Anwendungen untersucht. In den letzten Jahren wurde nach und nach entdeckt, dass Seidenfibroin mehr Potenzial hat, beispielsweise für die Anwendung in der Biosensorik, biomedizinischen Materialien, weichgewebekompatiblen Materialien, Tissue Engineering und anderen Bereichen, und auch in traditionellen Bereichen wurden neue Fortschritte erzielt.
