兩親性多肽的合成、自組裝和界面吸附研究.pdf

1、分子自組裝是當前科學研究領域的熱點課題。多肽分子自組裝以其豐富的自組裝驅(qū)動力、新穎的聚集體形態(tài)、特殊的功能及良好的生物相容性，在納米技術(shù)、生物材料、藥物傳輸?shù)确矫婢哂袕V泛的應用前景。兩親性多肽具有表面活性劑兩親的特性，不同的兩親性多肽可自組裝成不同的結(jié)構(gòu)例如納米纖維、納米管、納米囊泡。本論文設計一系列具有不同分子結(jié)構(gòu)特征的兩親性多肽，通過研究其在溶液中自組裝和固/液界面吸附，探討兩親性多肽分子自組裝的機理，并為兩親性多肽的應用提供理論基

2、礎。
　　 采用微波多肽固相合成方法合成具有表面活性劑特征的AmK、X6K、AnD系列兩親性多肽，并利用AFM、TEM、CD等實驗手段對它們自組裝行為進行表征。AmK和AnD系列兩親性多肽隨著疏水尾部氨基酸殘基數(shù)的增加，臨界聚集濃度減小，自組裝形成不同的結(jié)構(gòu)。A3K自組裝形成層狀結(jié)構(gòu)；A6K自組裝形成納米纖維結(jié)構(gòu)，其直徑為8.0±1.0nm，長度超過1μ；A9K自組裝形成納米短棒結(jié)構(gòu)，其直徑為3.0±1.0 nm，其長度小于10

3、0 nm。兩親性多肽疏水尾部氨基酸殘基數(shù)的增加和疏水尾部側(cè)鏈碳原子數(shù)的不同，導致兩親性多肽的臨界聚集濃度不同，分子間的相互作用力發(fā)生變化，自組裝形成的納米結(jié)構(gòu)不同。A3K、A6K及A9K自組裝結(jié)構(gòu)不同可以應用傳統(tǒng)表面活性劑的分子堆積理論進行解釋。
　　 對AmK系列的A6K、A9K兩親性多肽的自組裝動力學進行研究，A6K在溶液配制初期發(fā)生聚集，24 h形成短的納米纖維，經(jīng)過一周時間達到自組裝的動態(tài)平衡，形成長度達到微米級的納米纖

4、維，但是纖維中仍存在斷點；A9K在溶液配制1h內(nèi)即可達到自組裝動態(tài)平衡，形成規(guī)則的納米短棒結(jié)構(gòu)。實驗表明多肽疏水尾部的疏水相互作用力不同對其自組裝的動力學過程有影響。
　　 對AmK系列的A6K、A9K兩親性多肽的在不同環(huán)境條件(pH值、溫度、鹽離子濃度)下自組裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行了考察，AgK自組裝的納米短棒結(jié)構(gòu)比A6K自組裝的納米纖維結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，疏水尾部的作用在兩親性多肽的自組裝過程的穩(wěn)定性中起重要作用。環(huán)境因素的改變使自組裝

5、中非共價鍵間的相互作用改變，兩親性多肽通過頭基間的靜電相互作用，疏水尾部的相互作用和分子間的氫鍵彼此協(xié)調(diào)，控制兩親性多肽自組裝的形貌。
　　 采用SE、AFM等實驗手段對AmK系列的A6K、A9K在親水和疏水固/液界面上的吸附進行了初步研究。兩親性多肽濃度低于其臨界聚集濃度(CAC)時，在親水和疏水界面上以單體形式吸附。兩親性多肽濃度高于其CAC時，親水界面上A6K、A9K在吸附平衡時，以在溶液中自組裝形成納米結(jié)構(gòu)替換單體結(jié)構(gòu)吸

6、附在界面上；疏水界面上A水在吸附平衡時吸附量與親水界面上吸附量接近，推測吸附形式與親水界面相同，而疏水界面上A9K在吸附平衡時吸附量增加，推測自組裝結(jié)構(gòu)受界面性質(zhì)的影響，在單體吸附的結(jié)構(gòu)上進一步以溶液中自組裝結(jié)構(gòu)吸附。
　　 疏水尾部的相互作用在兩親性多肽的自組裝、自組裝動力學、自組裝體穩(wěn)定性及界面吸附機理的過程中都起主要作用。通過兩親性多肽的自組裝及其動力學和環(huán)境因素對其自組裝的影響的研究，確定了該類兩親性多肽自組裝的機理可以