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蕎麥自組裝肽基水凝膠登上FM! 便攜式原子力顯微鏡協(xié)助打通其合成路徑
標(biāo)題：Buckwheat self-assembling peptide-based hydrogel: Preparation, characteristics and forming mechanism
期刊: Food Hydrocolloids IF 10.7
DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107378
【論文摘要】
肽基水凝膠由于其突出的生物相容性和生物可降解性，在3D打印、傷口愈合、人工合成肉、生物傳感器和藥物遞送等領(lǐng)域得到了關(guān)注。肽基水凝膠主要是通過化學(xué)合成和微生物重組的方法獲得。合成肽的一個優(yōu)點是可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)計和自組裝。然而，合成肽在實際應(yīng)用中還存在序列短、純化低、分散性差和安全性低等問題。與合成肽相比，天然肽具有綠色、安全等優(yōu)點，因此從天然來源蛋白質(zhì)中生產(chǎn)自組裝肽的相關(guān)研究就顯得十分重要。
近日，北京林業(yè)大學(xué)課題組基于酶水解蕎麥蛋白進(jìn)行自然肽自組裝研究，為以天然肽為基礎(chǔ)合成水凝膠探索出新的道路。相關(guān)工作以《Buckwheat self-assembling peptide-based hydrogel: Preparation, characteristics and forming mechanism 》為題，發(fā)表于國際SCI期刊《Food Hydrocolloids 》上。
值得注意的是，本文作者利用便攜式芯片原子力顯微鏡nGauge完成了所有生物樣品的形貌表征。便攜式芯片原子力顯微鏡nGauge是由加拿大ICSPI公司設(shè)計研發(fā)的，具有小巧、靈活、方便攜帶、操作簡單、掃描速度快、可掃描大尺寸樣品、無需后續(xù)維護(hù)、無需減震以及超級穩(wěn)定等優(yōu)點，適合各類納米表征應(yīng)用場景，從科學(xué)研究、高等教育到戶外工作用戶的樣品都能實現(xiàn)3D表面形貌快速成像分析，創(chuàng)新技術(shù)降低了傳統(tǒng)AFM的復(fù)雜操作，也拓寬了傳統(tǒng)AFM的應(yīng)用范圍！
【圖文導(dǎo)讀】
圖1. （A）蕎麥蛋白及其水解液的十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰氨凝膠電泳（SDS-PAGE）和水解程度結(jié)果。（B）5.5%的蕎麥蛋白濃度在120 min后的水解結(jié)果。（C）12%的蕎麥蛋白濃度的水溶膠。（D）12%的蕎麥蛋白濃度在120 min后的水解結(jié)果。
圖2. （A）蕎麥蛋白濃度為12%的水凝膠隨著水解時間硬度的變化。（B）水凝膠形成潛力和（C）硬度。BP（蕎麥蛋白），BPH（120分鐘水解產(chǎn)物），BSP（大分子樣品）。
圖3. 利用便攜式芯片原子力顯微鏡nGauge獲得的（A1-A3）BP，BPH和BSP的形貌圖，（B1-B3）BP，BPH和BSP的相位圖和（C1-C3）BP，BPH和BSP的高度分析結(jié)果。掃描面積為5 x 5 μm2。
圖4. 利用nGauge便攜式原子力顯微鏡獲得的BP，BPH，BSP顆粒粒徑的統(tǒng)計結(jié)果。
圖5. BP，BPH和BSP水凝膠的掃描電子顯微鏡結(jié)果。
圖2. （A）蕎麥蛋白濃度為12%的水凝膠隨著水解時間硬度的變化。（B）水凝膠形成潛力和（C）硬度。BP（蕎麥蛋白），BPH（120分鐘水解產(chǎn)物），BSP（大分子樣品）。
圖3. 利用便攜式芯片原子力顯微鏡nGauge獲得的（A1-A3）BP，BPH和BSP的形貌圖，（B1-B3）BP，BPH和BSP的相位圖和（C1-C3）BP，BPH和BSP的高度分析結(jié)果。掃描面積為5 x 5 μm2。
圖4. 利用nGauge便攜式原子力顯微鏡獲得的BP，BPH，BSP顆粒粒徑的統(tǒng)計結(jié)果。
圖5. BP，BPH和BSP水凝膠的掃描電子顯微鏡結(jié)果。
【論文結(jié)論】
北京林業(yè)大學(xué)課題組利用溫和酶從蕎麥蛋白中獲得具有成膠能力的天然肽，代替合成肽制備水凝膠。研究人員研究了利用蕎麥天然蛋白制備自組裝肽的可行性，并獲得了水凝膠。此外，還研究了通過水解產(chǎn)生的蕎麥肽通過自組裝形成具有良好物理性質(zhì)水凝膠的機理。該研究為從植物蛋白中生產(chǎn)納米尺度自由組裝肽提供了路線，也為天然肽基水泥膠在依賴合成肽的一系列應(yīng)用中提供了使用機會。
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1、便攜式芯片原子力顯微鏡
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