由于其卓越的生物相容性和细胞相互作用，天然血液蛋白纤维蛋白原是生产各种生物材料的高效前体。为了从纤维蛋白原中获得实际材料，蛋白质需要进行原纤维生成，这主要是通过酶促加工纤维蛋白、静电纺丝或干燥过程触发的。然而，所有这些技术都极大地限制了材料的可用结构或适用性。
为了克服纤维蛋白（原）作为材料的当前问题，科研人员最近提出了一种高度可行、快速且廉价的技术，用于将溶液中的纤维蛋白原自组装成定义的纳米纤维三维（3D）图案。在受控环境中与特定阴离子相互作用后，无需任何进一步加工即可形成稳定且灵活的水凝胶状结构。此外，该材料可以通过冻干转化为高度多孔和弹性的气凝胶。以前从未从天然纤维蛋白原中描述过这两种材料类别。
观察到的现象也代表了纤维蛋白原的第一个无酶原纤维生成过程，在溶液中具有显着的产量。通过电子显微镜、红外光谱和荧光光谱研究产生的水凝胶和气凝胶，这也证实了蛋白质的天然状态。
此外，将它们的机械性能与实际纤维蛋白和非结构化纤维蛋白原进行了比较。结构特征显示出与实际纤维蛋白的惊人相似，无论是水凝胶还是气凝胶。这使得新材料成为生物材料应用中纤维蛋白的非常有前途的替代品。更快地开始纤维形成、排除可能的凝血酶残留物和低成本的试剂是很大的优势。
图 2. 假纤维蛋白气凝胶的照片。
图 6. 4 小时反应时间后假纤维蛋白形成的 pH 依赖性。在 pH 7.0 和 6.5 之间获得最佳结果。
相关论文以题为Self-Assembled Fibrinogen Hydro- and Aerogels with Fibrin-like 3D Structures发表在《Biomacromolecules》上。通讯作者是帕德博恩大学Oliver I. Strube教授。
参考文献：
doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00489
相关新闻
-
气凝胶，帮火星探测器扛过上千度灼烧…
在中国航天科工三院306所，科研人员演示了气凝胶材料，这种材料已经应用在数亿公里外绕火星飞行的天问一号探测器上，为其火星着陆起到了很好的保驾护航作用。 扛热1000℃，受冷-130℃ 我国“天问一号”火星探测器一次性完成“绕”“落”“巡”的火星探测任务，在“落”和“巡”两个阶段，都会用到306所研发的气凝胶材料。 “天问一号”上一共应用了两种气凝胶材料，分别用来应对“极热”和“极寒”。306所副所长张昊介绍，“极热”考验出现在火星着陆阶段，着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000℃，隔热组件…
-
《AFM》：3D打印制造高强韧双网络颗粒水凝胶
尽管仿生材料发展蓬勃，但依然很难媲美天然软组织所具有的特性。例如，天然软组织能够通过结构和局部组分变化的相互作用展现出的独特力学性能。而相比之下，目前的合成软材料还未在这一水平实现可控性，严重限制了合成软材料的进一步发展应用。 针对这一问题，瑞士洛桑联邦理工学院的Esther Amstad团队开发了可以制造强韧双网络颗粒水凝胶（DNGHs）的3D打印策略。研究人员在单体溶液中加入聚电解质基微凝胶（可在单体溶液中进行溶胀）形成墨水材料；当墨水经过增材制造后，这些单体可紫外固化转变形成逾渗网络，并与…
-
气凝胶：一种受目前科学限制的“未来材料”
气凝胶——世界上最轻的固体材料（石墨烯气凝胶是吉尼斯认定的世界最轻固体），因为其中包含了97%的空气和3%的固体结构，仅有空气密度的1.5倍。除了非常轻之外，气凝胶还有非常好的隔热能力，这主要是因为“努森效应”，由于气凝胶大部分由二氧化硅和空气组成，二氧化硅固体导热能力一般，而空气的导热系数也很低。此外，气凝胶具有非常多纳米级的小孔，这些小孔能让空气难以扩散通过气凝胶来传递对流热。因此气凝胶常出现在需要耐高温的环境中，比如火星探测车上，就使用了气凝胶来进行保温。此外，气凝胶的防水性主要来自于改性，通过将表面极性的-OH变成非极性的-OR，就可以得到疏水性的气凝胶。这样一种“水火不侵”的材料，看
-
东南大学赵远锦教授Science Robotics： 活性结构色材料构建的“心脏芯片”
东南大学赵远锦教授课题组在“器官芯片”的研究中取得重要进展，课题组成员受变色龙变色机制的启发，将“活体”结构色水凝胶材料整合到微流体中，开发了具有微生理可视化功能的“心脏芯片”，为药物筛选以及单细胞生物学研究等提供了崭新的平台。该研究成果于2018年3月29日以“Bioinspired livingstructural color hydrogels”为题发表在国际顶级期刊《Science Robotics》（科学-机器人）杂志上。这也是中国学者独立完成的首篇《科学》机器人子刊。赵远锦教授是该篇…
-
岩拓气凝胶涂料保温隔热施工工艺
本文主要讲述岩拓气凝胶涂料保温隔热施工工艺介绍，气凝胶隔热涂料是将纳米孔隙结构的SiO2气凝胶粉体与无机粘结剂体系复合，制备而成的一种可以承受200℃的隔热性能优异的保温涂料。涂料呈现一种粘稠的膏体，采用刮抹、批抹方式进行施工，厚涂施工不开裂。能够直接用到工业储罐、反应设备、管道、新能源汽车部件等表面，为其提供隔热保护，产品由耐高温、耐腐蚀的新型隔热材料悬浮于耐高温树脂及其它助剂中调制而成，隔热性能优异。 1.1 YT水性多功能底漆 1.1.1产品介绍 以环氧树脂乳液和优质助剂通过纳米技术研制而…
-
普适制备用于可穿戴电子的高性能可拉伸导电水凝胶
可拉伸导电材料是软电子学的关键组成部分，通常需要多个组件协同贡献良好的机械、电气和界面性能。其内在的变形性和可靠性是人们最关心的问题。实现这一目标的方法主要包括:对导电聚合物的分子结构或形貌进行修饰、在可伸缩网络中加入导电纳米填充物以及将液态金属嵌入弹性体中等。具有微观的三维互连结构的可拉伸导电聚合物水凝胶(stretchable conducting polymer-based hydrogel, SCPH)在储能设备、生物传感器和医用电极等领域具有引人注目的优点。在亲水性凝胶中发现的本质多孔…
