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pH-Sensitive Mechanical Properties of Elastin-Based Hydrogels.
Macromolecular Bioscience ( IF 4.4 ) Pub Date : 2020-02-24 , DOI: 10.1002/mabi.201900369 Sydney Hollingshead 1 , Julie C Liu 1, 2
Macromolecular Bioscience ( IF 4.4 ) Pub Date : 2020-02-24 , DOI: 10.1002/mabi.201900369 Sydney Hollingshead 1 , Julie C Liu 1, 2
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Ionizable amino acids in protein‐based hydrogels can confer pH‐responsive behavior. Because elastin‐like polypeptides (ELPs) have an established sequence and can crosslink to form hydrogels, they are an ideal system for creating pH‐sensitive materials. This study examines different parameters that might affect pH‐sensitive behavior and characterizes the mechanical and physical properties between pH 3 and 11 of three ELP‐based crosslinked hydrogels. The first finding is that varying the amount of crosslinker affects the overall stiffness and resilience of the hydrogels but does not strongly affect water content, swelling ratio, or pH sensitivity. Second, the choice of two popular tag sequences, which vary in histidine and aspartic acid content, does not have a strong effect on pH‐sensitive properties. Last, selectively blocking lysine and tyrosine residues through acetylation significantly decreases the pH‐sensitive zeta potential. Acetylated hydrogels also demonstrate different behavior at low pH values with reduced swelling, reduced water content, and higher stiffness. Overall, this work demonstrates that ELP hydrogels with ionizable groups are promising materials for environmentally‐responsive applications such as drug delivery, tissue engineering, and microfluidics.
中文翻译：
弹性蛋白基水凝胶的pH敏感机械性能。
基于蛋白质的水凝胶中的可电离氨基酸可以赋予pH响应行为。由于弹性蛋白样多肽（ELP）具有确定的序列并且可以交联形成水凝胶，因此它们是制造pH敏感材料的理想系统。这项研究检查了可能影响pH敏感行为的不同参数，并表征了三种基于ELP的交联水凝胶在pH 3和11之间的机械和物理特性。第一个发现是改变交联剂的量会影响水凝胶的整体刚度和回弹性，但不会强烈影响水含量，溶胀率或pH敏感性。其次，选择两个流行的标签序列，它们的组氨酸和天冬氨酸含量各不相同，不会对pH敏感特性产生强烈影响。持续，通过乙酰化选择性地阻断赖氨酸和酪氨酸残基可显着降低pH敏感的Zeta电位。乙酰化水凝胶在低pH值下也表现出不同的行为，具有减少的溶胀，减少的水含量和更高的硬度。总体而言，这项工作表明，具有可电离基团的ELP水凝胶是有前景的材料，可用于环境响应型应用，例如药物输送，组织工程和微流体技术。
更新日期：2020-02-24
中文翻译：
弹性蛋白基水凝胶的pH敏感机械性能。
基于蛋白质的水凝胶中的可电离氨基酸可以赋予pH响应行为。由于弹性蛋白样多肽（ELP）具有确定的序列并且可以交联形成水凝胶，因此它们是制造pH敏感材料的理想系统。这项研究检查了可能影响pH敏感行为的不同参数，并表征了三种基于ELP的交联水凝胶在pH 3和11之间的机械和物理特性。第一个发现是改变交联剂的量会影响水凝胶的整体刚度和回弹性，但不会强烈影响水含量，溶胀率或pH敏感性。其次，选择两个流行的标签序列，它们的组氨酸和天冬氨酸含量各不相同，不会对pH敏感特性产生强烈影响。持续，通过乙酰化选择性地阻断赖氨酸和酪氨酸残基可显着降低pH敏感的Zeta电位。乙酰化水凝胶在低pH值下也表现出不同的行为，具有减少的溶胀，减少的水含量和更高的硬度。总体而言，这项工作表明，具有可电离基团的ELP水凝胶是有前景的材料，可用于环境响应型应用，例如药物输送，组织工程和微流体技术。
京公网安备 11010802027423号