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pH響應(yīng)型可設(shè)計蛋白質(zhì)基三維微結(jié)構(gòu)研究取得進展
  • 發(fā)布日期:2017-12-28     信息來源:公司新聞      瀏覽次數(shù):2179
    • 微納尺度的可控刺激響應(yīng)生物基材料微結(jié)構(gòu)對生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有重要意義。尤其是具有定義的幾何形貌和可重復(fù)性好的智能響應(yīng)型微尺度結(jié)構(gòu)與器件一直是研究熱點。雙光子聚合微納加工作為一門新興的微納加工技術(shù),為高精細三維微尺度結(jié)構(gòu)的制備提供了有力工具,并可保證微尺度結(jié)構(gòu)的幾何形貌和制備可重復(fù)性。

      中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)中心有機納米光子學(xué)實驗室項目研究員鄭美玲,與天津大學(xué)化工學(xué)院副教授邢金峰合作,利用雙光子聚合微加工技術(shù)制備了牛血清白蛋白(BSA)基三維微尺度結(jié)構(gòu),研究發(fā)現(xiàn)這類結(jié)構(gòu)具有可控的表面形貌和pH響應(yīng)性能。

      表面形貌對微尺度結(jié)構(gòu)與器件的性能及應(yīng)用極為重要,論文探究了微尺度結(jié)構(gòu)形貌與聚合體系中BSA濃度之間的關(guān)系,實驗表明隨著BSA濃度的增加,結(jié)構(gòu)表面形貌從明顯粗糙且多孔狀漸變?yōu)榧毮伖饣瑺?,實現(xiàn)從粗糙到光滑的可控轉(zhuǎn)變。

      研究團隊利用高濃度的蛋白設(shè)計、制備具有可逆pH響應(yīng)性能和“表情多變”的熊貓臉微浮雕,來進一步考察BSA微尺度結(jié)構(gòu)的刺激響應(yīng)性能。研究發(fā)現(xiàn),這種微尺度結(jié)構(gòu)在酸性和堿性環(huán)境的循環(huán)中均表現(xiàn)出可逆溶脹性能。微尺度結(jié)構(gòu)的可逆變形導(dǎo)致的有趣的“表情多變”熊貓臉在圖像識別和智能傳感上具有潛在的應(yīng)用價值。

      科研人員進一步利用高濃度蛋白設(shè)計和制備具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的微篩功能性器件。由于高濃度蛋白微尺度結(jié)構(gòu)在不同pH溶液中的溶脹行為明顯,微篩在不同pH環(huán)境下可以被調(diào)控出具有不同尺寸的網(wǎng)孔,這種微篩功能器件為微??煽睾Y選分離提供了可能性。

      表面形貌可控的蛋白質(zhì)基微尺度結(jié)構(gòu)與器件的構(gòu)筑,將為可定義幾何形貌的微尺度結(jié)構(gòu)的設(shè)計和制備提供參考,并鑒于其良好的生物相容性和優(yōu)勢的pH響應(yīng)行為,將為其在組織工程、再生醫(yī)學(xué)、生物仿生和傳感領(lǐng)域的潛在應(yīng)用開辟新途徑。

      相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS applied Materials and Interface上。研究工作得到科技部納米科技重點專項、國家自然科學(xué)基金重大研究計劃集成項目、國家自然科學(xué)面上基金項目的支持。

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