利用afm原子力顯微鏡、透射電鏡、圓二色譜儀等手段,研究了家蠶絲素纖維及絲素蛋白的形態(tài)結(jié)構(gòu),并嘗試通過改變絲素蛋白溶液的酸堿性來觀測其形態(tài)變化。結(jié)果表明,絲素纖維表面有許多溝槽和條紋,具有原纖結(jié)構(gòu)特征;許多直徑為20～50nm的圓形或橢圓形顆粒分子形成絲素蛋白的微觀形態(tài)。在不同的酸堿條件下,球狀顆粒分子具有不同的聚集方式,形成不同的微觀形態(tài)。

蠶絲是一種天然的蛋白質(zhì)纖維,具有優(yōu)雅的光澤,柔軟的手感,優(yōu)良的吸濕性、保暖性、透氣性以及良好的保健功能(張月華,徐安英,2003)。蠶絲作為紡織纖維的應(yīng)用已有幾千年的歷史,用于臨床上,如用作手術(shù)縫合線等也已經(jīng)有幾十年的歷史,是人類早期利用的動物纖維之一。蠶絲由絲素蛋白和絲膠蛋白兩種蛋白組成,其中絲素蛋白占蠶絲的70%～80%,是蠶絲的主要組分,富含乙氨酸、丙氨酸、絲氨酸、酪氨酸等18種氨基酸(鄭今歡等,2002),具有優(yōu)良的物理、化學特性和生物相容性。近年來,它廣泛應(yīng)用于食品和化妝品添加劑。同時,它在其它領(lǐng)域的應(yīng)用上也取得了許多新的進展,如應(yīng)用于生物傳感、生物醫(yī)學材料、軟組織相容材料、組織工程等領(lǐng)域,引起人們的廣泛關(guān)注(Fraseretal.,1973;By2rom,1991;Kaplanetal1,1994)。因此,對其進行詳細研究,無論從基礎(chǔ)科學還是應(yīng)用科學都具有意義。

原子力顯微鏡是分析和研究各種材料微觀結(jié)構(gòu)的有效工具,近年來被廣泛應(yīng)用于材料結(jié)構(gòu)的研究中。雖然世界各國的學者已通過電鏡對蠶絲纖維進行了大量的研究,但afm原子力顯微鏡與電鏡相比,具有制樣簡單、不需對試樣做表面處理、分辨率高并以三維立體圖像的形式反映纖維表面特征的優(yōu)勢,同時利用儀器所帶軟件可定量分析比較材料的微觀結(jié)構(gòu)特征(潘志娟,朱美男,2005)。因此,用原子力顯微鏡來觀察絲素纖維及其蛋白,能觀測到納米級的精細結(jié)構(gòu)和微妙變化,從定性和定量兩個方面來分析它們的微觀結(jié)構(gòu)特征,所得結(jié)果更為準確和形象直觀。

基于上面的思路,主要利用afm原子力顯微鏡觀測家蠶絲素纖維和絲素蛋白的形貌特征,并嘗試通過改變絲素蛋白溶液的酸堿性來觀測其形態(tài)變化,為進一步研究蠶絲的改性和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。