蛋白质在管状受限空间体系下可控组装的研究

本项目以胞外基质蛋白作为研究对象，利用受限蒸发自组装技术，在管状体系下构筑可控蛋白质图案。系统研究蛋白质浓度、溶液离子强度、溶液pH值、基底表面性质、环境温度、湿度对图案化材料组装微结构的影响。通过外加注射器控制接触线的固定和去固定时间，得到可精确调控的结构规整、无缺陷的蛋白质组装结构。在此基础上研究纳微环境对心血管平滑肌细胞生长行为的影响，揭示并理解信息分子的空间分布及材料的纳微拓扑结构对细胞生长的调控作用，最终使我们更好地理解蛋白与环境相互作用的根本机制。

本项目利用气流法通过调节气流的大小、基底表面的性质以及纳米颗粒的本体特性，成功地在管状体系下实现了大面积对蛋白纳米颗粒取向的调控。该方法不仅简单、方便、经济，而且对于不同的有机及无机各项异性的纳米颗粒具有普适性。其中纳米颗粒在基底的覆盖度可达到95%，取向度高达90%。C2C12成肌细胞在这种高取向度的基底上，肌管可沿纳米颗粒的取向方向及管的长轴方向生长。同时，我们将主客体超分子化学与蛋白纳米粒子有机地结合，实现了在同一个蛋白粒子上集成肿瘤靶向配体，荧光成像试剂及光刺激响应等的多功能化修饰。最后，利用电纺丝技术制备了内部含有聚乳酸取向纤维的生物可降解管，心血管平滑肌细胞可以沿着纤维的取向方向生长，并且呈现出健康的血管组织结构。这些方法和材料最终将为开发新型组织工程材料，提供新的研究平台。