一、摘要

生物粘附由于其相對于傳統(tǒng)人工材料所*的優(yōu)勢啟發(fā)人們廣泛地開展針對生物粘附系統(tǒng)的研究，并積極研制各種仿生或受生物啟發(fā)的粘性材料。但是，目前仿生粘附材料的應用仍然受到很多限制，例如材料在潮濕環(huán)境中無法保持穩(wěn)定的粘附狀態(tài)。貽貝在高鹽的海水中擁有穩(wěn)定且多樣性的吸附能力，這為人們開發(fā)防水粘性材料提供了-一種的解決方案。研究表明，貽貝與表面的粘附是直接通過其足絲盤中分泌的足絲蛋白形成的，而這些蛋白所含有的氨基酸殘基—3,4-二羥苯丙氨酸(多巴)在粘附中起關鍵作用。通常情況下，貽貝足絲蛋白的粘附性能與其中的多巴含量直接相關。在關于貽貝粘附的研究中，貽貝足絲蛋白的粘附機理是最基本的、也是最復雜的問題，目前仍沒有形成清晰且完整的認知。對于這個問題的深入探索對設計粘附性能優(yōu)異、壞境適應性強且環(huán)保的人工粘性材料具有關鍵意義。

生物粘附由于其相對于傳統(tǒng)人工材料所*的優(yōu)勢啟發(fā)人們廣泛地開展針對生物粘附系統(tǒng)的研究，并積極研制各種仿生或受生物啟發(fā)的粘性材料.但是，目前仿生粘附材料的應用仍然受到很多限制，例如材料在潮濕環(huán)境中無法保持穩(wěn)定的粘附狀態(tài).貽貝在高鹽的海水中擁有穩(wěn)定且多樣性的吸附能力，這為人們開發(fā)防水粘性材料提供了-一種的解決方案.研究表明，貽貝與表面的粘附是直接通過其足絲盤中分泌的足絲蛋白形成的，而這些蛋白所含有的氨基酸殘基-3，4-二羥苯丙氨酸(多巴)在粘附中起關鍵作用.通常情況下，貽貝足絲蛋白的粘附性能與其中的多巴含量直接相關.在關于貽貝粘附的研究中，貽貝足絲蛋白的粘附機理是最基本的、也是最復雜的問題，目前仍沒有形成清晰且完整的認知.對于這個問題的深入探索對設計粘附性能優(yōu)異、壞境適應性強且環(huán)保的人工粘性材料具有關鍵意義.

二、過程

在本文中，針對貽貝足絲蛋白粘附機理的研究工作是基于實驗方法開展的，通過SFA系統(tǒng)直接測量蛋白與表面基底之間，或蛋白與蛋白之間在不同外界環(huán)境條件下的相互作用。本章中將具體介紹SFA 技術的測力原理、系統(tǒng)的設備結構以及表面樣品的制備方法。如前所述，SFA系統(tǒng)可測量表面間的法向力和切向力(摩擦力),但是由于本文的研究內容只涉及法向方向相互作用的測量，所以本章中僅針對這一部分進行介紹，切向力部分可參考文獻.

當?shù)鞍妆环胖迷谠颇副砻嫔虾螅却?0分鐘。然后，用體積3 mL、濃度0.1M的醋酸緩沖液對該表面進行潤濕，去除未吸附在云母表面上的蛋白。潤濕完成后，根據(jù)實驗情況的不同，在表面上配置不同的緩沖溶液，使表面*浸沒在緩沖溶液中。接下來，將兩個云母表面放入 SFA 2000 的腔體中，分別固定在上、下表面基座中，調整兩個表面間的距離，使吸附在兩個表面上的液滴相互接觸，形成液滴橋。最后，將腔體密封，等待進行正式的實驗測量。對于使用液滴的SFA實驗，往往在腔體的內部注射少量的水溶液，目的是為了保證腔體中的蒸汽壓(Vapor pressure)盡快達到飽和。地抑制表面間液體的揮發(fā)。

三、結果

從實驗結果中可以發(fā)現(xiàn)，當緩沖溶液的pH值從2.6上升到7.5后，粘附力全部消失。但是將蛋白表面間的接觸時間延長到12小時以后，卻可以測量到幅值為-4.1mJI/m的粘附能。與 pH 5.5下所測得的數(shù)據(jù)相比較，該粘附能的幅值約為前者的38%

研究環(huán)境離子強度對粘附的影響的實驗采用對稱式的表面布置，其結果如圖3-9所示。緩沖液的離子強度Ⅰ分別選取了0.05 M、0.1 M和0.3M。結果顯示離子濃度的改變并未對粘附力產生明顯的影響。此外，從DH隨離子濃度提高而減小，以及兩表面接近過程中斥力范圍的減少兩個方面的變化，我們還發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內的電荷屏蔽效應隨著離子強度提高而增強。

本章采用了簡化分析的方法，從 Mytilus eduils 紫貽貝的足苯酚腺體中提取出單個界面貽貝足絲蛋白Mfp-5，使用SFA直接測量了Mfp-5的粘附行為，討論了環(huán)境酸堿性、離子強度、蛋白吸附時間以及多巴氧化對 Mfp-5粘附性能的影響，分析了該蛋白的粘附機理以及多巴在貽貝足絲蛋白粘附中的關鍵作用。

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