联合质谱法与光谱法探讨辐照前后医用胶原蛋白海绵的三螺旋结构及变化
脯氨酸,甲基,1材料,1仪器,2样品,2方法与结果,1Py-GCMS,2Raman,3CD光谱,3结论
程红,田锐(.华中科技大学分析测试中心,武汉 430074;.华中科技大学同济医学院附属同济医院,武汉 430030)胶原蛋白是哺乳动物体内最丰富的蛋白质,是细胞外基质中的主要结构蛋白,广泛存在于皮肤、骨骼、肌腱、韧带和其他结缔组织中,主要用于止血海绵、软组织增强注射物、细胞产品基质以及药物输送的载体。其中,胶原蛋白海绵具有吸收组织渗出物、透气性好、促进上皮细胞生长和肉芽组织生成等优良特性,可应用于止血和创面愈合。手术创伤引起不同程度的出血和渗血直接影响手术的治疗效果。手术中采用物理、机械或化学的止血方法均存在一定的局限性和不良反应,而胶原蛋白类的止血敷料则是一种有益的补充,如在胆囊切除手术、T 管引流手术、阑尾切除手术、胃大部切除手术、肝叶切除手术、胰十二指肠切除术、左半或右半结肠切除手术(切除后端-端吻合)、脾脏切除等相关手术中均能获得稳定而满意的止血效果。在大多数的手术操作中,在切除的断端或出血的局部,应用1 ~2 片胶原蛋白海绵短暂压迫即可达到止血的目的。
胶原蛋白和胶原蛋白海绵的共同特点是三螺旋结构:三条
α
多肽链形成超螺旋构象,出现频率最高的氨基酸序列是-Gly-Y-Z,其中甘氨酸(Gly)代表每隔两个氨基酸就出现的重复残基,Y 和Z 是脯氨酸(Pro)和羟脯氨酸(Pro-OH)。由三条相同大小的多肽链组成的三螺旋结构是胶原的基本结构单元,其分子量约为285 kDa。使用质谱直接测定天然胶原蛋白的分子量仍然具有挑战性,电喷雾电离质谱适合分析相对分子质量在20 万以下的极性化合物,对于胶原蛋白来说,通常是在一定转变温度内,当三螺旋结构由三股胶原转变为单链时测定。使用热裂解气质联用仪(Py-GCMS)测试胶原蛋白可以通过裂解产物分析天然蛋白的分子结构,为分析蛋白质中的氨基酸组成提供了另一种思路。同时,新一代商用拉曼仪器促进了拉曼(Raman)光谱在生物科技和食品工业中的诸多应用,Raman 光谱已成为蛋白质科学的一种通用工具。圆二色(CD)光谱则可以分析胶原蛋白的三螺旋构象是否得以保留。目前,胶原蛋白海绵应用最广泛的灭菌方法是
γ
-射线辐照。该方法被认为是最简单和有效的灭菌方法,不会产生有毒物质,不会破坏化学键,不会降低拉伸强度和模量,从而不会从根本上影响到被辐照的材料。但是
γ
-射线辐照对于胶原蛋白三螺旋结构的影响尚不明确。本文使用Py-GCMS 对灭菌前后的胶原蛋白海绵的三螺旋结构进行测试,研究其辐照前后的结构变化,并使用Raman 光谱观察辐照对胶原蛋白海绵三螺旋结构的影响 ......
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