陝師大楊鵬教授在類澱粉樣蛋白自組裝膜的高效分子分離及透析應用領域取得新進展

2021-02-09 高分子科技

生物大分子如多肽和蛋白質以β-sheet摺疊結構為核心而形成的澱粉樣積聚體（amyloid）是存在於自然界的一類重要的生物高分子組裝結構。在國家自然科學基金委等項目的支持下，陝西師範大學楊鵬教授課題組先前曾報導過由二硫鍵還原劑Tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP)快速打開溶菌酶分子內的二硫鍵而解鎖α-螺旋結構，誘導其向更加低能量的β-sheet自發轉變而組裝成的相轉變溶菌酶（phase-transited lysozyme，PTL）納米薄膜，聚集條件溫和可控、速度快、材料和過程成本極大降低（Adv. Mater. 2016, 28, 7414；Biomater. Sci. 2018, 6, 836）。該膜表現出優異的生物相容性、高的界面粘附穩定性、豐富的界面功能基團和組裝形態（Adv. Mater. 2016, 28, 579；Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9331；Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13440；Adv. Mater. 2018, 30, 1802851；Adv. Mater. 2018, 1803377；Adv. Funct. Mater. 2017, 28, 1704476; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 198），從而有望將其應用於分離膜領域。在以上研究基礎上，進一步的研究發現將該蛋白質基納米膜用戊二醛交聯後可用作透析和超濾膜分離。該膜是由蛋白質澱粉樣轉變前期形成的納米級球狀寡聚體在氣液界面聚集而成，而不同寡聚體小球相互聚集之間的縫隙為高效分子和膠體分離提供了天然的納米孔道。膜厚度和孔道直徑可通過改變蛋白質的濃度來調控（圖1）。

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