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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助打通其合成路徑
標題：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域得到了關注。肽基水凝膠主要是通過化學合成和微生物重組的方法獲得。合成肽的一個優點是可以根據具體需求進行設計和自組裝。然而，合成肽在實際應用中還存在序列短、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、安全等優點，因此從天然來源蛋白質中生產自組裝肽的相關研究就顯得十分重要。
近日，北京林業大學課題組基于酶水解蕎麥蛋白進行自然肽自組裝研究，為以天然肽為基礎合成水凝膠探索出新的道路。相關工作以《Buckwheat self-assembling peptide-based hydrogel: Preparation, characteristics and forming mechanism 》為題，發表于國際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公司設計研發的，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、無需后續維護、無需減震以及超級穩定等優點，適合各類納米表征應用場景，從科學研究、高等教育到戶外工作用戶的樣品都能實現3D表面形貌快速成像分析，創新技術降低了傳統AFM的復雜操作，也拓寬了傳統AFM的應用范圍！
【圖文導讀】
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）和水解程度結果。（B）5.5%的蕎麥蛋白濃度在120 min后的水解結果。（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顆粒粒徑的統計結果。
圖5. BP，BPH和BSP水凝膠的掃描電子顯微鏡結果。
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顆粒粒徑的統計結果。
圖5. BP，BPH和BSP水凝膠的掃描電子顯微鏡結果。
【論文結論】
北京林業大學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生的蕎麥肽通過自組裝形成具有良好物理性質水凝膠的機理。該研究為從植物蛋白中生產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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