基础研究
钛表面儿茶酚化聚电解质多层膜对蛋白质的吸附研究
中华口腔医学研究杂志(电子版), 2018,12(5) : 263-270. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2018.05.001
摘要
目的

探讨钛表面儿茶酚化聚电解质多层膜对蛋白质的吸附行为,为钛种植体表面改性提供参考。

方法

根据本课题组前期建立的方法,采用脂多糖胺纳米囊泡(NPs)和3,4-二羟苯基丙酸反应制备儿茶酚接枝率为40%的儿茶酚化NPs(cNPs);采用透明质酸(HA)和多巴胺反应制备儿茶酚接枝率为10%的儿茶酚化透明质酸(cHA)。利用层层自组装技术,以cNPs为引发层、cHA/NPs为阴、阳离子聚电解质,在钛或石英表面构建含3个(cHA/NPs)双层的儿茶酚化聚电解质膜[(基底-cNPs-(cHA/NPs)3],记为cPEM。同时以NPs为引发层,构建含(HA/NPs)3的未儿茶酚化聚电解质膜(PEM)。采用红外光谱分析膜表面化学组成、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)检测膜表面粗糙度,Zeta电位分析仪记录膜表面Zeta电位。选取4种等电点(pI)分别小于、等于、大于生理pH 7.4的蛋白质:牛血清白蛋白(BSA,pI = 4.7)、纤连蛋白(Fn,pI = 5.8)、牛血红蛋白(BHb,pI = 6.8 ~ 7.0)、多聚赖氨酸(PLL,pI = 9.74),以其为模型蛋白,用0.15 mol/L的NaCl配制成1 mg/mL的水溶液。采用石英晶体微天平(QCM)实时动态监测膜表面蛋白吸附情况、原子力显微镜观察样品蛋白吸附前后形貌,LSCM、荧光酶标仪分别分析荧光标记蛋白在膜表面吸附情况,并测试荧光标记蛋白的吸附量。使用SPSS 20.0对数据进行单因素方差分析、SNK和LSD法进行比较,P<0.05认为差异有统计学意义。

结果

LSCM结果表明,石英表面粗糙度为(301 ± 12)nm,组装cPEM、PEM后,表面粗糙度增加,分别为(656 ± 88)、(446 ± 25)nm,组间差异具有统计学意义(F = 66.974,P<0.001)。cPEM组的红外谱图中出现儿茶酚中的苯环(νC = C)、PEM组的胺基和烷基、多糖中的糖醛酸环等特征峰,证实钛表面引入cPEM和PEM。组装过程中Zeta电位呈锯齿状交替上升,cPEM组表面电位为+22.53 mV,PEM组的表面电位为+17.36 mV。QCM结果表明,生理pH下,所有表面均基本不吸附PLL。在不同表面,BSA和BHb的吸附量cPEM组>PEM组>Ti组。原子力显微镜下可见cPEM、PEM组表面为分布均匀的水滴形海岛状结构,吸附BSA后,表面可见圆盘状结构,且cPEM组量大于PEM组,说明可能BSA在cPEM组表面的吸附量大于PEM组。采用LSCM和荧光酶标仪分析绿色荧光标记蛋白在不同表面的吸附情况,发现在不同种膜表面,同一蛋白吸附量cPEM组>PEM组>Ti组;在同一种膜表面,不同蛋白吸附量BSA>Fn>BHb。

结论

本实验研发的聚电解质多层膜对钛表面进行改性后,能提高蛋白在表面的吸附,儿茶酚化改性则进一步促进这种吸附。蛋白吸附的驱动力可能主要源于静电相互作用和儿茶酚基团对蛋白偶联捕捉作用。

引用本文: 黄明娣, 王琴梅, 何艺婷, 等.  钛表面儿茶酚化聚电解质多层膜对蛋白质的吸附研究 [J/OL] . 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2018, 12(5) : 263-270. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2018.05.001.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权所有,未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别申明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编辑委员会的观点。

光盘如有质量问题,请向编辑部调换

层层自组装技术基于静电相吸原理,聚电解质阴、阳离子间相互作用交替沉积形成的多层膜称聚电解质多层膜(polyelectrolyte multilayer films,PEM),是钛(Ti)种植体表面改性的常用方法之一[1]。改性材料的蛋白吸附行为直接影响到材料的生物相容性[2],种植体植入体内后,细胞通过细胞外基质蛋白的介导在材料表面黏附和增殖,进而影响种植体骨结合过程[3]。因此,研究改性材料的体外蛋白吸附行为具有重要意义。儿茶酚基团(又称邻苯二酚官能团)是赋予贻贝黏附蛋白水中超强黏附性的关键成分之一[4]。已有实验证实,含儿茶酚基团的儿茶酚类物质可与金属、陶瓷、聚合物等有机或无机材质表面形成化学黏附[5]。本课题组前期已对聚电解质多层膜组装机制、细胞生物学效应进行研究[6,7],本研究在该基础上利用静电相互作用、儿茶酚基团的强黏附及化学交联作用,通过层层自组装技术,在钛表面构建儿茶酚化聚电解质多层膜,表征膜的物理化学性能,研究膜改性对生理pH下不同等电点(isoelectric point,pI)蛋白质吸附行为的影响,并探讨其中机理,为提高牙种植体表面生物活性、促进骨整合提供理论及实践依据。

 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词