[好文章,你推荐!]不同化学处理方法对牛心包膜胶原的 分子链运动及热稳定性的影响

四川大学皮革化学与工程田振华推荐的文章:

   1) Article Title: Comparison of chemical treatments on the chain dynamics and thermal stability of bovine pericardium collagen

   2) Author: V. Samouillan, J. Dandurand and C. Lacabanne et al.

   3) Publication name: Journal of Biomedical Materials Research Part A (Volume 64A, Issue 2, pages 330–338)

   4) Keywords: bovine pericardium, differential scanning calorimetry, thermally stimulated currents, collagen denaturation

   5) Article DOI: 10.1002/jbm.a.10326

   6) URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jbm.a.10326/abstract

文章简介:

近些年,生物假体在医疗行业应用越来越广泛,其中心脏瓣膜尤为突出。然而,心脏瓣膜钙化这一病理过程普遍存在且没有很有效的方法进行根除,那么就需要从根本上了解心脏瓣膜钙化的原因。心包膜在正常条件下并未发生钙化,但是再加工成生物假体心脏瓣膜时却发生钙化;同种异基因移植物在获取时正常但是在植入后的10到15年内会发生钙化。那么钙化的原因究竟是蛋白质处理过程中发生了改变还是机体对所植入的组织的炎症反应。

为了进一步了解不同的化学处理及存储方法对蛋白质结构的影响,作者选取易获得且材料均匀性较好的牛心包膜作为研究对象,监测了不同处理方式(包括磷酸盐缓冲液保存,戊二醛处理/磷酸盐缓冲液保存,戊二醛处理/乙醇保存,戊二醛处理/辛醇保存,戊二醛处理/戊二醛保存)的牛心包膜胶原的结构完整性。文中主要选用了差示扫描量热法(DSC)及热激发电流测试(TSC)分别研究胶原的热稳定性和在稳定电场中的再取向运动。结果表明经戊二醛处理并存储于辛醇中的牛心包膜胶原热变性温度提高且由于交联作用分子链得到了固定,从而胶原保留了特有的三股螺旋结构且热稳定性提高。其他的处理方式对胶原的稳定性及介电性能存在不利的影响,值得注意的是戊二醛保存处理的样品由于过量的戊二醛引起了胶原的塑化,对胶原的结构没有很好的保留。 

发现途径:

课题组主要的研究方向是胶原化学及资源化利用,而我的研究内容主要是戊二醛对天然胶原的改性,实验方案的设计及后期文章的撰写都需要大量的文章支持,正好最近学校购买了Wiley数据库,所以通过关键词collagen, glutaraldehyde搜索到了这篇文章。

推荐理由:

平时自己也经常使用DSC测定胶原的热稳定性,但是也仅仅做的是些皮毛,对热处理中胶原结构的变化也知之甚少,文中作者也使用了DSC这种测试方法,对胶原的变性过程做了比较详细的说明,值得借鉴。

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DSC第一次扫描曲线:

冻干的胶原在升温过程中,DSC信号为一条曲线(如下图),可以观察到有一个宽而大的吸热峰。对于这个吸热峰,常用参数焓变ΔH和峰值温度Tmax、半峰宽ΔT来描述,焓变对应胶原中结合水蒸发或汽化所需要的热量。在此阶段,稳定胶原二级、三级结构的氢键断裂,从而胶原的三姑螺旋结构转变为无规卷曲结构,

DSC第二次、第三次扫描曲线:

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第二次升温后, 胶原发生变性,肽键断裂后成为明胶,常被用于研究胶原的热稳定性。而第三次温度扫描,测定所得温度为胶原变性产物——明胶的玻璃化转变温度。

对于三个阶段,文中做了更为详细的描述与解释。这篇文章对于我之后的实验方案设计及数据分析提供了指导性的帮助。

最后感谢Wiley online Library数据库给我们提供了这么多高水平、新颖的研究资料,帮助我们的科研不断进步,科研力量不断壮大。