项目名称: “胶原-多巴胺”互作模式及其对贻贝仿生胶原水凝胶的调控作用研究

项目编号: No.21506070

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 有机化学

项目作者: 胡杨

作者单位: 华中农业大学

项目金额: 21万元

中文摘要: 基于多巴胺与高分子相互作用的贻贝仿生黏附水凝胶,因其很强的结构可设计性和操作简便性受到广泛关注。目前国内外研究多为合成高分子与多巴胺的反应机制,存在终产物生物诱导作用不足的固有缺陷。鉴于胶原优良的生物活性和化学反应性,本课题拟以淡水鱼皮/鳞胶原和多巴胺为研究对象,采用圆二色谱、原子力显微镜、X射线光电子能谱、热分析和流变仪等技术,研究“胶原-多巴胺”基于氢键或共价键结合的互作模式,探索其对胶原多层级结构的影响机制,剖析胶原-多巴胺互作模式对胶原螺旋链构象稳定性和分子聚集、组装行为变化的作用规律,在此基础上,通过变换“胶原-多巴胺”结合作用力及化学微环境构建新型贻贝仿生胶原水凝胶,建立微观结构与分子相互作用和水凝胶宏观性能之间的内在联系,阐明胶原-多巴胺互作模式对水凝胶结构与性能的调控作用及规律,这既是探索胶原的化学改性,又可望为具有生物诱导作用的贻贝仿生胶原水凝胶的可控制备提供理论基础。

中文关键词: 胶原;水凝胶;多巴胺;化学改性;互作模式

英文摘要: Mussel-inspired adhesive hydrogels based on the interactions between dopamine and polymers have attracted much attention due to their good designability and convenience of operation. Nowadays, most of the researches are concerned with the mechanism between synthetic polymers and dopamine, of which the final hydrogel products are severely lack of biological inductivity. In view of the superior bioactivity and chemical reactivity of collagen, collagen derived from the skin and scale of freshwater fish and dopamine are selected for the research in this project. By using circular dichroism, atomic force microscopy, X-ray electron spectroscopy, thermal analysis and rheometer, the interactions between collagen and dopamine via hydrogen bonding or covalent bonding will be researched. The effect of interaction patterns between collagen and dopamine on collagen’s hierarchical arrangement will be explored, meanwhile the structure integrity and the behavior of molecular self-assembly of collagen during the interaction between collagen and dopamine will be investigated. On the above basis, a novel mussel-inspired collagenous hydrogel is fabricated via modification of the interaction pattern between collagen and dopamine plus the corresponding chemical micro-environment. The relationship between microstructure, molecular interaction and the macro-performance of mussel-inspired collagenous hydrogel will be explored. And the regulatory mechanism of the interaction pattern between collagen and dopamine on the structure and performance of mussel-inspired collagenous hydrogel will also be investigated. In this project, modification of collagen is explored, which may also pave the way for the preparation of a novel mussel-inspired collagenous hydrogel.

英文关键词: collagen;hydrogel;dopamine;modification;interaction pattern

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