题目：Mussel-Mimetic Protein-Based Adhesive Hydrogel
作者：Bum Jin Kim, Dongyeop X. Oh , Sangsik Kim , Jeong Hyun Seo , Dong Soo Hwang, Admir Masic, Dong Keun Han, Hyung Joon Cha
出处：http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/bm4017308
阅读笔记：
1本文解决了什么问题？
研究者用Fe3+和NaIO4实现了MAP(Mussel-Mimetic Protein) fp1的凝胶化。前者得到非共价配位型，后者为共价型。
2作者为什么能想到这个选题？
之前已有相关的研究，MAP一类物质已被大家认识到，而且DOPA是起作用的部分也已知道。而且从贻贝的分泌物中发现有较多的Fe3+存在，所以研究者意识到可以用Fe3+来凝胶化。根据DOPA的结构，其苯环上有两个酚羟基，易于被氧化，研究者可能想到了用氧化来连接各部分DOPA（两个苯环连起来是我没想到的，用NaIO4也是我不知道的）。
3作者所做实验的内容是什么？
① 包含DOPA的MAP的准备。
② MAP的凝胶化。细节见文献。
③ 吸收分光光度法分析。
④ 共振拉曼光谱。
⑤ 流变分析。
⑥ 在潮湿的条件下测量散装粘接强度。
4实验用到的方法和手段是什么？
① 用NaIO4来氧化DOPA，得到共价型。
② 加入Fe3+后用乙酸和NaOH调节体系的pH，使得Fe3+与O2-配位，得到非共价型。
③ 用紫外可见方法得到DOPA- Fe3+配位情况，看颜色变化来判断反应进程。
④ 用共振拉曼光谱方法得到不同pH下DOPA- Fe3+配位信息。
⑤ 用ARES(Advanced Rheometric Expansion SystemMAP)来研究水凝胶的粘弹性性质，储能模量和损耗模量也被研究到，搭接剪切试验(Lap shear testing)则被用来研究其粘接强度。
5实验的结论是什么？
① Amino acid composition analysis to quantify the modification yield of rfp-1. DOPA modification yield can be evaluated using calculated composition ratio of tyrosine and DOPA. Theoretical composition means a calculated composition based on rfp-1 sequence (AKPSYPPTYK)12. Experimental composition of all other amino acids showed a similar tendency with theoretical composition.
② Schematic representation of the MAP-based gelation process via Fe3+-DOPA coordination-mediated noncovalent cross-linking or DOPA quinone-mediated covalent cross-linking.
DOPA的结构如下所示。
③ (a) Photographs of the gelation processes by the two cross-linking mechanisms. The bright brown color of the rfp-1 solution (top panel) changed to dark brown with the addition of oxidant NaIO4 (left middle panel), and gelation occurred within a few minutes (left bottom panel). Meanwhile, the rfp-1 solution changed to purple with the addition of FeCl3 (pH ∼6; right middle panel), and gelation occurred after the pH was elevated (pH > 8) by adding NaOH droplets (right bottom panel). (b) Raman spectroscopic analysis of Fe3+-DOPA coordinative complexes in the rfp-1 solution according to pH variation.
a图中，氧化需要几分钟的时间，而加入Fe3+再加碱则颜色变化很快，好像先加Fe3+效果好些；b图中，不同pH下拉曼光谱基本没有太大区别。
④ Rheological behavior of the MAP-based hydrogels constructed via the two cross-linking mechanisms. (a) Time sweep analyses of both rfp-1 gels. Frequency sweep analyses of the (b) quinone-mediated covalent rfp-1 gel and (c) Fe3+-mediated coordinative rfp-1 gel. (d) Self-healing behavior was identified in the Fe3+-mediated rfp-1 gel by strain sweep analysis followed by a time sweep analysis.
a表明氧化反应是需要一定时间的，而配位反应很快就完成了；b的黑线部分表明共价型表现得像固体的性质；c表示胶高频时表现得像固体，低频时为弹性体。
⑤ (a) Schematic illustration and (b) actual image of lap shear testing using porcine skin tissue surfaces. The adhesive strengths of (c) Fe3+-mediated rfp-1 gels according to immersion buffer pH and (d) quinone-mediated rfp-1 gels according to curing time before water immersion were measured using a universal INSTRON device. (e) Self-healing ability of the Fe3+- and quinone-mediated rfp-1 gel via successive bulk adhesive strength measurements in PBS (pH 7.4). The adhesive strength values were normalized by the initial adhesive strength value to simplify the comparison.
e图表示共价型的胶拉伸几次后性能下降，且无法恢复，非共价型性能不减，且有自我修复的能力，应用前景较好。
6结果是否有其他解释？
7本文提出了什么新的问题？
8本文有哪些不足？怎样改进？
实验细节不是很清楚，而且后续的研究价值不大。主要是这东西用在生物体上是不利的（试图用来替代现在所用的线缝合的方法），用Fe3+的话需要的量挺多的，对生物体副作用还不好评估；用NaIO4的话体系可能受不了。可能暂时还不能用于生物体。
9将来的发展方向是什么？
改用其他的凝胶化办法。这个东西生物相容性是很好的（本身就是从贻贝中提取出来的），而且其凝胶化强度也较强（贻贝靠这东西贴在石头上，经受风吹浪打），如果能让其受控凝胶化，并且对生物体无害，并且一段时间后能够被吸收（分解掉），其能够用在伤口粘和。外科手术中，用胶粘起来可能会比用线缝好一些。所以想办法让多巴(DOPA)以其他方式凝胶化可能会好些。
10本文对自己课题有何启发？
向自然界学习。
如果需要某种性质，最好先从自然界找找。从最开始注意到贻贝类生物能够粘在石头上，想到某种化学物质在起作用，然后想办法提取出来，分析其结构，找到可能起作用的部分，再用相关实验去验证，最后发展出一大类物质起到相同的作用，并研究这些东西可能的应用。
