胶原及胶原膜的研究及发展讲座.ppt

胶原及胶原膜的研究及发展Study and Development of Collagen&collagen film,,郭文宇,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,胶原蛋白类型之组成及其在组织中之分布,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,Collagen Structure,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：,称取一定量的明胶，加水(或溶剂)溶解后，恒温（65℃）搅拌15min，倒入涂抹少许甘油的表面皿中，送入烘箱干燥成膜,胶原蛋白浓度对胶原膜断裂强度的影响,胶原浓度对胶原膜断裂伸长率的影响,增塑剂浓度对胶原膜断裂强度的影响,增塑剂浓度对胶原膜断裂伸长率的影响,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：,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。

Collagen Cross-links,Figure 5: Intra-molecular and inter-molecular 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：,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，剥离备用纳米材料用量对胶原膜断裂强度的影响,纳米材料用量对胶原膜断裂伸长率的影响,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？,。