同步辐射傅里叶变换红外微光谱技术在胶原矿化定量评估中的应用：一项比较分析研究

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Synchrotron FTIR microspectroscopy for quantitative assessment of collagen mineralization: a comparative analytical study

本研究采用同步辐射傅里叶变换红外光谱（SR-FTIR）微光谱技术，对比评估PILP、在位沉淀和H.A.M.A.三种方法对湿纺胶原蛋白纤维结构的影响。结果显示，PILP和沉淀法对酰胺I带（1656-1658 cm?1）扰动较小，而H.A.M.A.导致位移至1650 cm?1，并伴随更高的矿化负载（MTO=0.32），但结构破坏更显著。通过Ca/PO?峰值比和矿物-有机比率（0.21-0.32）分析，揭示了矿化方法与胶原蛋白结构完整性和矿物组成的相关性。

　　

摘要

本研究采用同步辐射傅里叶变换红外（SR-FTIR）微光谱技术，比较评估了通过三种方法矿化的湿法纺制胶原纤维的结构变化：聚合物诱导的液态前体（PILP）、原位沉淀法和羟基磷灰石矿物添加（H.A.M.A.）。光谱分析显示，蛋白质结构受到方法的影响，其中PILP和原位沉淀法引起的酰胺I振动位移较小（≤ 4 cm?1，1656–1658 cm?1），而H.A.M.A.则导致振动位移至1650 cm?1。通过Ca/PO?峰值比和矿物与有机物的比例（0.21–0.32）对矿物质量进行评估，从而区分了这三种方法。PILP矿化方法导致的结构破坏最小，其Ca/PO?比值最高；而H.A.M.A.实现了最大的矿物负载量（MTO = 0.32），同时伴随着更大的结构变化。这些分析结果建立了光谱标记物，将矿化途径与胶原的结构完整性和矿物组成联系起来。