本发明专利技术公开了蛋白酶清除口腔色素生物膜的分子生物学模型及其制备方法，本发明专利技术在QCM-D或SPR的芯片表面形成自组装的蛋白膜，建立起了口腔蛋白质生物膜的体外模型；随后加入常用食用色素化合物，在QCM和SPR上原位、实时和动态监测色素与生物芯片上的蛋白质的吸附和解吸附反应，建立牙和修复材料表面的着色生物膜模型，研究色素与蛋白质之间相互作用的机制，探索色素导致人然牙和人工材料表面发生着色的机理。进而通过蛋白酶(如木瓜蛋白酶等)，催化降解吸附的蛋白/色素膜，考察不同实验条件下生物蛋白酶降解色素的效率，探索不同实验条件下生物蛋白酶的生物活性，从而可以筛选出安全、有效的生物蛋白酶水解色素生物膜的最佳实验条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种口腔色素清除模型，具体地涉及一种。
技术介绍
以往在去除口腔色素的研究中，方法是选取发生表面着色的天然牙或在离体牙表面形成外源性着色层，通过高浓度的过氧化物进行漂白处理或应用美白牙膏、义齿清洁剂等物理、化学的方法，清除牙面及修复体表面的着色层。现有技术的缺点在于无法对牙面或修复体表面色素膜的形成及清除过程进行实时监测，而且通过物理、化学的方法进行着色层的清除，虽然对清除色素有一定的效果，但同时也对牙齿表面的牙釉质层造成了不同程度的机械磨损和脱矿，导致难以恢复的损害。 其主要原因是美白牙膏中的化学成分(过氧化物)或牙膏中的机械摩擦颗粒，在色素清除过程中会导致牙面发生物理、化学性损伤。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服
技术介绍
以上缺点，提供一种牙和修复材料表面的着色生物膜体外模型；建立蛋白酶清除色素生物膜的分子生物学体外模型。本专利技术的技术方案如下一种建立蛋白酶清除口腔色素生物膜的分子生物学模型的方法，包括如下步骤(1)自组装蛋白质通过11-巯基-11烷酸溶液修饰、1、3_ 二甲基氨基丙基-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(MB)活化石QCM-D或SI3R芯片，再将唾液吸附于QCM-D或sra芯片上，乙醇胺盐酸溶液封闭，从而形成自组装的蛋白膜；(2) QCM-D或SI3R监测色素-唾液生物膜的形成将待研究的色素吸附于自组装有蛋白膜的QCM-D或Sra芯片表面，并在QCM-D或SI3R上原位、实时和动态监测色素与生物芯片上的蛋白质的吸附和解吸附反应，建立牙和修复材料表面的着色生物膜模型；(3)蛋白酶水解色素生物膜通过蛋白酶催化降解吸附于蛋白膜上的各种天然色素。或者将其先于色素作用于QCM-D或sra芯片表面，考察其预防色素附着的功能，监测其在不同的浓度、PH、温度、离子强度等条件下催化降解色素生物膜的过程和效率。在本专利技术的较佳实施例中，还包括步骤(4)色素吸附及水解前后的表征通过使用傅立叶变换红外光谱，检测色素吸附及水解前后红外谱图的变化，以及芯片表面蛋白质及色素官能团的改变情况。在本专利技术的较佳实施例中，步骤⑴中11-巯基-11烷酸溶液浓度为8-12mM，活化芯片时间为10-15分钟。在本专利技术的较佳实施例中，步骤(1)所述的活化为通入体积比为1-2 1-2的 0. 1-0. 3MEDC 和 0. 05-0. 15M NHS 混合溶液活化 QCM 或 SPR 芯片 5_15min。更佳地，步骤(1)中，通入体积比为1 1的0. 2M EDC和0. IM NHS混合溶液，活化芯片IOmin0在本专利技术的较佳实施例中，所述的乙醇胺盐酸溶液浓度为0. 8-1. 5M，pH为8_9。在本专利技术的较佳实施例中，所述的唾液为人体唾液或人工合成唾液。所述的色素为天然色素或人工色素。所述的色素选择和研究项目有关，可以根据研究课题定。在本专利技术的较佳实施例中，所述色素为天然色素，为类胡萝卜素、四吡咯衍生物、 类黄酮中的至少一种。在本专利技术的较佳实施例中，所述的蛋白酶包括胃蛋白膜、胰蛋白膜、组织蛋白膜、 木瓜蛋白膜以及枯草杆菌蛋白膜等，其种类数量根据研究课题需要，可以是一种或多种。在本专利技术的实施例中，该蛋白酶为木瓜蛋白酶。一种蛋白酶清除口腔色素生物膜的分子生物学模型，包括QCM-D 或 SPR;在QCM-D或SPR的芯片表面形成的自组装蛋白膜；待研究的色素，其结合于蛋白膜上；以及待研究的蛋白酶。本专利技术首先利用11-巯基-11烷酸溶液活化芯片，利用它的自组装作用，可以在芯片表面形成分子膜，之后再添加EDC和NHS，后两者的基团一部分与11-巯基-11烷酸结合，另一部分与蛋白质的基团结合，由于都是化学基团之间的结合，使得本专利技术制得的蛋白质膜非常稳定。本专利技术在石英晶体微天平OiCM-D)或表面等离子体共振仪(SPR)的芯片表面形成自组装的蛋白膜(如唾液)，建立起了口腔蛋白质生物膜的体外模型。随后加入常用食用色素化合物，在QCM和sra上原位、实时和动态监测色素与生物芯片上的蛋白质的吸附和解吸附反应，建立牙和修复材料表面的着色生物膜模型，研究色素与蛋白质之间相互作用的机制，探索色素导致人然牙和人工材料表面发生着色的机理。进而通过蛋白酶(如木瓜蛋白酶等)，催化降解吸附的蛋白/色素膜，考察不同实验条件下生物蛋白酶降解色素的效率，探索不同实验条件下生物蛋白酶的生物活性，从而可以筛选出安全、有效的生物蛋白酶水解色素生物膜的最佳实验条件。本专利技术应用现代物理化学固体表面吸附理论；分子生物学理论(静电吸附理论、 离子键和共价键学说、疏水性和亲水性理论、蛋白质荧光猝灭理论、蛋白质结构理论)；现代检测技术(消散因子石英晶体微天平OiCM-D)技术、表面等离子体共振(SPR)技术、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)蛋白质检测技术、荧光猝灭(Fluorescence Quenching, FQ)技术)，分析色素的化学功能团与唾液蛋白质肽链之间的相互作用机制，研究化学修饰的蛋白质水解酶(如木瓜蛋白酶)在不同生理条件下水解色素-生物膜的过程和效率，为清除口腔外源性色素生物膜，提供安全、有效的生物学方法。本专利所建立的监测蛋白酶清除色素生物膜的方法，能够十分便利的原位、实时、 动态观察不同蛋白酶对各种色素生物膜的水解效率。为不同蛋白酶针对靶向色素生物膜的降解，提供关键技术。由于QCM-D和Sra均为一种高度灵敏的检测分析仪器，其检测精度分别达到纳克级(10_9)和皮克级(10_12)，因此该体外模型的建立可对色素生物膜在牙面或修复体表面的形成过程进行原位、实时、动态的监测。可以进一步研究色素生物膜形成及水解清除过程的生物学机制。由于蛋白酶水解清除色素的过程是一种具有无毒、无害、无损伤特征的生物学行为，对天然牙面及修复体表面不会产生物理、化学性损伤，是一种安全、有效地清除牙面或修复体表面形成的色素生物膜的生物学方法，能够最大限度地降低牙刷和牙膏对于牙齿或材料表面的物理机械损伤。附图说明图1本专利技术实施例一中不同温度、pH值和离子强度与唾液蛋白膜表面色素吸附量的关系，其中图IA :pH值与色素吸附量；图IB 温度与色素吸附量；图IC 离子强度与色素吸附量。“*”示组间差异有统计学意义(P <0.05)图2.本专利技术实施例一中三种条件下木瓜蛋白酶吸附和水解全唾液膜的频率和厚度与时间的变化。C:在pH 6. 9、离子强度5mM和25°C时；B:在pH 5. 9、离子强度IOmM和 25°C时；A 在pH 6. 9、离子强度IOmM和时。具体实施例方式实施例一、QCM-D芯片1.自组装蛋白膜通入IOmM 11-巯基-11烷酸溶液Iml活化芯片IOmin ；再加入 ImL的体积比为1 1的0. 2M EDC和0. IM NHS混合溶液，活化QCM-D芯片lOmin。注入ImL 的蛋白质溶液至吸附达到稳态，该蛋白质为人体唾液，再注入IM pH 8. 5的乙醇胺盐酸溶液 lmL，维持封闭lOmin。乙醇胺可以封闭蛋白质表面的非特异性结合位点。排空乙醇胺，并通入20mM pH 2. O的盐酸溶液以去除非特异性结合的蛋白质。至此，在活化的芯片表面形成了由蛋白膜(如唾液)组装的生物膜。2.色素-唾液生物膜的形成在通入色素之前，保持持续通入缓本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚江武，
申请(专利权)人：姚江武，
类型：发明
国别省市：
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