第8期 高分子通报 膜[21-231和密质骨24-2中纤维之间的周期性旋转类似于胆甾相扭曲 Nematic Precholesteric Cholesteric 图5胶原分子液晶的结构变化[16 Figure 5 Structural changes of collagen molecular liquid crystals Giraud-guille等[进一步研究了酸性高浓度I型胶原的斜切面,用PLM观察到双折射周期性黑白 花纹如图6(5)所示,透射电镜(TEM)观察到每一个周期中的弧形图案,如图6(1)下部白色箭头所示。 显然这种周期性变化与胶原分子的某种排布方向有关,由此推测胶原分子在同一平面上平行排列,在不 同平面上胶原分子以连续的方式旋转如图6(②、③、④所示)。在PLM图中当胶原分子与平面平行时观 察到白色条纹,与平面垂直时观察到黑色条纹,与平面倾斜时对应灰色条纹。这时的酸性高浓度I型胶 原是以分子状态形成的胆甾相液晶。 P/2 TEM Different schematic representations PLM 图6胶原分子胆甾相液晶结构2 ①胶原凝胶斜切面的TEM图,白箭头表示同周期中分子层方向变化;②稳定的浓胶原中胆甾相结构。在平面上分子 优先取向排列,平面间沿着Z轴螺旋旋转。在溶液中以连续的方式而在凝胶中以不连续的方式;③表明分子取向的变化: (-)分子与平面平行;(1)分子的左边指向平面;(·)分子与平面垂直;(H)分子的右边指向平面;④简化图: 一)分子与平面平行:(·)分子与平面垂直;⑤胆甾相液晶溶液的PLM图。胆甾相轴由Z轴表示且P/2为半螺距。 Figure 6 Cholesteric liquid crystaline organization of collagen molecules(7) o Oblique section of a stabilized dense collagen gel as observed by TEM, the white arrows indicate the direction of the molecular layers in the same cycle: ( Scheme illustrating the cholesteric organization of the fibrils within the stabilized dense collagen gel. The fibrils are arranged on planes in preferential directions, Each plane helicoidally rotates with respect to the next along the z axis in a continuous way in solutions and with discretized angles in stabilized gels: ( Schematic illustration indicating the variation in orientation of the molecules: (- molecules are parallel to the plane; ( the left sides of the molecules point towards the plane:(.) molecules are perpendicular to the plane:(H) the right sides of the molecules point towards the plane: Reductive scheme indicating only the planes where the molecules are parallel ()or perpendicular (.) to the plane; Aspect of a cholesteric liquid crystalline solution is observed by polarized light icroscopy. The cholesteric axis is indicated by the taxis and P/2 is half of the pitch. C1994-2013ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net膜［２１～２３］和密质骨［２４～２６］中纤维之间的周期性旋转类似于胆甾相扭曲。 图５ 胶原分子液晶的结构变化［１６］ Ｆｉｇｕｒｅ５ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｃｏｌｌａｇｅｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｓ Ｇｉｒａｕｄ－Ｇｕｉｌｌｅ等［２７］进一步研究了酸性高浓度Ｉ型胶原的斜切面，用 ＰＬＭ 观察到双折射周期性黑白 花纹如图６（５）所示，透射电镜（ＴＥＭ）观察到每一个周期中的弧形图案，如图６（１）下部白色箭头所示。 显然这种周期性变化与胶原分子的某种排布方向有关，由此推测胶原分子在同一平面上平行排列，在不 同平面上胶原分子以连续的方式旋转如图６（②、③、④所示）。在 ＰＬＭ 图中当胶原分子与平面平行时观 察到白色条纹，与平面垂直时观察到黑色条纹，与平面倾斜时对应灰色条纹。这时的酸性高浓度Ｉ型胶 原是以分子状态形成的胆甾相液晶。 图６ 胶原分子胆甾相液晶结构［２７］ ①胶原凝胶斜切面的 ＴＥＭ 图，白箭头表示同周期中分子层方向变化；② 稳定的浓胶原中胆甾相结构。在平面上分子 优先取向排列，平面间沿着Ｚ轴螺旋旋转。在溶液中以连续的方式而在凝胶中以不连续的方式；③ 表明分子取向的变化： （－）分子与平面平行；（┤）分子的左边指向平面；（·）分子与平面垂直；（├）分子的右边指向平面；④简化图： （－）分子与平面平行；（·）分子与平面垂直；⑤ 胆甾相液晶溶液的 ＰＬＭ 图。胆甾相轴由Ｚ轴表示且 Ｐ／２为半螺距。 Ｆｉｇｕｒｅ６ Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｉｎｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｌｌａｇｅｎｍｏｌｅｃｕｌｅｓ［２７］ ① ＯｂｌｉｑｕｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆａｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｄｅｎｓｅｃｏｌｌａｇｅｎｇｅｌａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙＴＥＭ，ｔｈｅｗｈｉｔｅａｒｒｏｗｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌａｙｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｙｃｌｅ；② Ｓｃｈｅｍｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇｔｈｅｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｉｂｒｉｌｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｄｅｎｓｅｃｏｌｌａｇｅｎｇｅｌ．Ｔｈｅｆｉｂｒｉｌｓａｒｅａｒｒａｎｇｅｄｏｎｐｌａｎｅｓｉｎｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ．Ｅａｃｈｐｌａｎｅｈｅｌｉｃｏｉｄａｌｌｙｒｏｔａｔｅｓｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔ ｔｏｔｈｅｎｅｘｔａｌｏｎｇｔｈｅｚａｘｉｓｉｎａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｙｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｗｉｔｈｄｉｓｃｒｅｔｉｚｅｄａｎｇｌｅｓｉｎｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｅｌｓ；③ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌｅｓ：（－）ｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｒｅｐａｒａｌｌｅｌｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ；（┤）ｔｈｅｌｅｆｔ ｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌｅｓｐｏｉｎｔｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｐｌａｎｅ；（·）ｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｒｅｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ；（├）ｔｈｅｒｉｇｈｔｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓｐｏｉｎｔｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｐｌａｎｅ；④ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅｓｃｈｅｍｅｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｏｎｌｙｔｈｅｐｌａｎｅｓｗｈｅｒｅｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｒｅｐａｒａｌｌｅｌ（－）ｏｒ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ（·）ｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ；⑤ Ａｓｐｅｃｔｏｆａｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌｉｇｈｔ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｔｈｅｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃａｘｉｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｂｙｔｈｅｚ－ａｘｉｓａｎｄＰ／２ｉｓｈａｌｆｏｆｔｈｅｐｉｔｃｈ． 第８期 高 分 子 通 报 · ９３ ·