差示掃描量熱儀測試蛋白質的應用案例

　　一
、前言

　　在研究角蛋白樣品的微纖維-基質複合物的結構改變時
，差示掃描量熱儀可以用來分析熱處理前後角蛋白的熱穩定性變化、相變行為
、以及可能發生的熔融或分解過程。例如通過DSC曲線可以觀察到角蛋白在加熱過程中可能出現的吸熱或放熱峰，這些峰對應於角蛋白分子鏈的運動、微纖維的熔融、或蛋白質的變性等現象。

　　通過對比受延展和熱處理前後的DSC曲(qu)線(xian)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)處(chu)理(li)對(dui)角(jiao)蛋(dan)白(bai)複(fu)合(he)物(wu)的(de)熱(re)性(xing)質(zhi)和(he)結(jie)構(gou)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru)，熱(re)處(chu)理(li)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)角(jiao)蛋(dan)白(bai)分(fen)子(zi)間(jian)交(jiao)聯(lian)的(de)增(zeng)加(jia)
，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)，而(er)延(yan)展(zhan)可(ke)能(neng)會(hui)改(gai)變(bian)角(jiao)蛋(dan)白(bai)的(de)結(jie)晶(jing)度(du)
，影(ying)響(xiang)其(qi)熱(re)行(xing)為(wei)。

　　二、實驗步驟

　　1、材料準備

　　未受過任何處理的褐色頭發，未處理頭發和漂白過的黃色頭發樣本。

　　2、樣品製備

　　將頭發清潔後處理成多份小段，大概5-7mg。

　　3
、含水量　

　　頭發樣品被置於23攝氏度相對濕度50%的小室中平衡48小時
，平衡後，漂白過的頭發和未受過任何處理的褐色頭發的含水量分別為11.48%和10.15%。

　　4
、測量儀器

　　儀器名稱：DZ-DSC300C差示掃描量熱儀　

　　儀器品牌：南京大展儀器

　　5、實驗操作　

　　先將5-7mg頭發樣品置於氮氣保護的鋁坩堝裏 (氮氣的通率為50ml/min)樣品被加熱至70攝氏度並在該溫度下保溫30分鍾用於去除水分，然後降溫至25攝氏度再以10C/min的速率升溫至270攝氏度記下吸收曲線每個頭發樣品進行三次平行實驗，並計算其平均吸收峰峰值溫度和平均吸收峰麵積。

　　三、結果和討論

　　1
、數據分析

　　圖1

　　圖1為一個未受任何處理的頭發樣品的典型的DSC曲線
，峰值溫度被定義為IFs中a-螺旋的變性溫度(Td)變性包括相轉變和蛋白的降解。峰的麵積表示變性 △Hd，它是a 螺旋變性所需的能量並被表示為每克幹發所吸收的熱量 (J/g)△Hd 用於計算RHC
，RHC=100x(△Hd/△Hd0) %
，其中△Hd0為未受過任何處理頭發的平均變性熔融。

　　2、天氣環境對頭發的影響　

　　我們對一根18cm的未受過任何處理的褐色頭發樣品的不同部位進行了考察，研究了掃描曲線的螺旋吸收峰，結果見表一。

　　表一　

　　可以看出從發梢到發根 △Hd 是下降的而 Td 是不斷上升的。發梢的 RHC 值是發根的85.6%.很明顯天氣環境對頭發有很大的影響，因為越是接近發梢的部位與環境接觸的時間越長。

　　3、漂白作用和鬆弛處理對頭發的影響

　　圖2　

　　圖2揭示出漂白時間對於未處理頭發的Td和RHC的影響隨著漂白時間的增加RHC值減小。未處理頭發和漂白頭發的 △Hd 分別是3.85 J/g和1.07 /g處理後

，漂白頭發的RHC要比未處理頭發的RHC降低了 72.8%。這一結果顯示漂白處理對頭發的嚴重損害。通過掃描電鏡(SEM)觀察發現漂白過的頭發表麵有許多可見的小洞和毛表皮的破損。隨著漂白時間的增加Td增大

，這是由於Td的大小取決於基質的交聯密度，交聯密度越大
，黏度就越高，IFs 中螺旋/盤繞轉變的阻力也就越大我們知道磺基丙氨酸(胱氨酸在漂白過程中的氧化產物)的含量會隨著漂白時間的延長而增加。於是Td的增大反應了磺基丙氨酸數量的增多和進一步增強的離子作用，我們也觀察到對於美國黑人頭發隨著鬆弛處理的時間增加Td 增加、△Hd減少。

　　4、螺旋峰的恢複一頭發重建　

　　用不同蛋白衍生物對頭發在漂白之前和之後處理
，結果見表二。

　　表二

　　頭發樣品用水解小麥蛋白胱氨酸聚矽氧烷、水解小麥蛋白和整丙基聚矽氧烷混合物處理後，其 RHC分別增加了: 77.5%，72.0% 和88.8%。用蛋白處理後Td xianzhujianshao。guoquyouyanjiuxianshishuijiexiaomaidanbaiheguangansuanjuguiyangwandounenggouyouyuyutoufashangdeguangansuancanjijiaohuanerliujianerjinrutoufa。zhezhongjiaohuanzuoyonghuishitoufazhongluoxuandeshulianghejiegoufashenggaibian，qibiaozhengwei  △Hd 的增加和Tddejianshao。womenfaxianzhuliuchanpinbixiquxingchanpinduixishoufengdehuifuxiaoguoyaohao。yibaneryan，shuijiexiaomaidanbaihebingjijuguiyangwanhunhewuzheyangdegaofenziliangdanbaiyanshengwuyinweichicunjiaodaerwufajinrutoufa。ruqiansuoshu
，piaobaiguodetoufayangpinshousunyanzhongqiebiaomianduokong，zhezhongduokongxingshijuhewukeyijinrutoufahetoufafashengzuoyong。yexuzhengshizhezhongshentouzuoyongkeyijieshijuhewuchulidepiaoguotoufaaHd的顯著增加對鬆馳處理的頭發使用蛋白衍生物後我們也發現 △Hd的增加和Td的降低。

　　四
、實驗圖譜

　　　　圖三：是我司對於人體頭發組織的測試結果以及分析的測試圖譜