胶原蛋白组装过程原子力显微镜的观测

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第8期高分子学报No．82006年11月ACTAP0LYMERICASINICANov．，2006胶原蛋白组装过程原子力显微镜的观测张小燕范晓东高新白海涛李延2(西北工业大学理学院西安710072)(西北大学化工学院西安710069)摘要阐述一种特殊胶原蛋白物质的组装过程，即加入。．酸性醣蛋白后形成的纤维长距胶原蛋白．通过透析改变胶原蛋白溶液与OtI-酸性醣蛋白混合液的pH值，在不同的pH值阶段利用原子力显微镜法(AFM)来辨析稳定的中间结构，获得可靠且分辨率高的样品图像．从而观察到了每个阶段中间纤维的形态和直径．结果表明纤维长距

2、胶原蛋白形成过程中存在明显的中间体．关键词原子力显微镜，胶原蛋白，组装，形态，图像胶原蛋白具有纳米级的空间尺度，光学显微1．2仪器镜以及电子显微镜均无法在纳米水平上研究高分原子力显微镜(AFM)(AutoprobeCP子生物材料的动态过程，对其研究需要发展空间Research；ThermoMicroscope仪器公司)．分辨率是纳米量级(或更小)，同时时间分辨率是1．3实验方法毫秒量级的新的技术．用这些技术对天然高分子1．3．1体外纤维长距胶原组装将I型纯度样品进行观测和控制，就可以再一次扩大人们的为99％的小牛皮胶原溶解到0．O1mol／L的醋酸溶视野，使天然高分子的研究进到

3、一个动态的纳米液中，使其浓度达到1mg／mL，轻微摇晃．在4cc过水平中．夜，形成浅灰色分散液．在4cc下以约47808g的Binning和Rohrer发明的扫描隧道显微镜加速度离心分离1h，除去残留不溶物．离心分离(STM)在1982年第一次产生了原子级分辨图后，倒出上层清液，得到1rng／mL酸化胶原储备像．这就是为显微镜扫描探索生物材料测定的液．这些胶原蛋白储备液是由若干重要的胶原单技术发展铺平了道路，例如，纤维长距胶原样本的体和低聚物组成．测定与处理．所有这些技术的操作都基于相同的在储备液与同体积的0．5mg／mL的a．酸糖原理——在光栅扫描样本表面期间，监控器对探蛋白

4、溶液结合之前，通过一个0．45m的渗滤器针末段和样本表面之间的相互作用力进行监对其渗滤，形成悬浊液．a，．酸糖蛋白溶液在使用控J．显示数字的不同就说明探针与样本被扫描前可直接制备，取一定量的酸糖蛋白在4cc下溶区域的相互作用力不同．原子力显微镜也是基于解在0．O1mol／LHAc溶液中即可．然后把含有0．5同样的原理．但原子力显微镜所观察到的图像比mg／mL胶原蛋白的悬浊液与0．25mg／mL的a．．酸STM更易于解释，原因在于力的等高图比密度的糖蛋白溶液转移到浸湿的分子量取舍点为12～等高图更加忠实于表面实际形态．14kDa的渗析管中密封．然后，在21℃的去离子本实验利用原子

5、力显微镜法对胶原蛋白的组水浴中透析．8mL的悬浊混合液需要在300mL水装进行了研究．中进行透析．悬浊液最初的pH=3．5．经过一夜的透析后升高至pH=5．5．1实验部分1．3．2纤维长距胶原蛋白透析液的取样透1．1材料析30min后，将透析管从水浴中取出停止透析并小牛皮胶原(Sigma公司)，醋酸(分析纯)、a．．记录pH值和光散射强度读数．用pH值和光散射酸糖蛋白溶液(纯度99％，来源于牛血清)(Gibicol测量时，需要将2mL的悬浊液临时从透析管移到公司)．聚苯乙烯管中．该法需要5～10min，之后迅速将*2005—07一l1收稿。2005—10—18修稿；陕西省教育厅

6、产业化培育项目(项目号00KJ004)；**通讯联系人，Emaihkekeguo2002@hotmail．COrn959维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com8期张小燕等：胶原蛋白组裴过程原子力显微镜的观测96l到的纤维与原细纤维的尺寸相似(虽然条带不确定)．随着透析的进一步进行(也是随着时间和pH的增加)，可以清晰地观察到大量的纤维聚合物的带形(见图4a—d)．根据条带和长度以及形成原细纤维的超微结构的存在，发现这些纤维与文献报道的成熟纤维长距胶原纤维有一定的相似处(图5)．与成熟纤维相比较，这个组装阶段的纤维似乎由更

7、多的松散原细纤维或微纤维的一种或两种组成．一般情况下，胶原蛋白纤维会与云母强烈结合．而且，成胶聚合物的典型特征是由沉积物影响的，这明显超出了探针旋绕的影响．然而，这里所观察到的结构相当的平，就像图4(a)一(C)所示．和云母的相互作用也削弱了原细纤维．我们称这些横向的聚合结构为中间纤维，以示与其它纤维形态的区别．Fig．2DialyzingFLS(fibrouslongspacing)collagensolutioninearly在组装中，纤维的堆积紧凑了，且它们在培养stageoffibr