多糖衍生物用于蛋白质复性及天然胶乳改性的研究(5)

2019-05-18 23:14

-—一 .20 (9 卜 o.30 100 200 300 400 500 Temperature/。C图2.7不同OSA含量的乳胶膜的DTG曲线图 2.3.6乳胶膜的室内土埋降解过程 1O ^96 8 6 4 v瓣水转删峰2 0 O 51O 15 20 25 30 35 土埋时间(天)图2.8不同用量的OSA(醛基含量为1.1 mmol/g)乳胶膜在35天内的质量损 失率 通过测量土埋后乳胶膜片的质量损失率评价了乳胶膜在土壤中的降解情况。 占乳胶固含量分别为0,0.167wt%,0.33 wt%和1.67 we?,6的OSA(醛基含量为1.1 mmol/g)乳胶膜在土埋35天内的质量损失率如图2.8所示。从乳胶膜土埋35天 内的质量损失率看出,随着土埋时间的延长,乳胶膜的质量损失率增大。不同 OSA含量的乳胶膜在土埋起始的15天内质量下降程度没有明显的差别,但15 天以后,OSA含量越高,乳胶膜的质量损失率越大,显示出了OSA含量对乳胶 膜质量损失的影响。至25天后,未加OSA的乳胶膜的质量损失率保持在5%左右,而加入OSA的乳胶膜的质量损失率均超过5%,且随着土埋时问的延长, 其质量损失率继续增大。当土埋时间至35天时,含1.67 wt%OSA的乳胶膜质量 损失率达到9.44%,所损失的质量超过天然乳胶中非橡胶物质的固含量(如表2.1 所示)。 在土埋降解试验中,将膜样从土壤取出时,可观察N-*L胶膜样上有霉菌附着; 3l 将这牡乳胶膜样千操后,霉菌生长的地方颜色变深。不同OSA含量的乳胶膜在 35犬时的降解效果如2.9(曲所示。OSA古量越高,乳胶膜表面孔穴越多,乳胶 膝样颜色越探。即降解过程中膜样上的霉菌越多。含1 67%OSA的乳胶膜在不 同土埋时『日j的降解效果如图2.9(b)所示。随着土埋时问的延长,乳胶膜片上孔穴 增加,霉萤生长越致密。结合斟2 8中的不同乳胶膜的质量损臾率可知.乳胶膜 的质量损失是弓霉菌的生长相关的。 『l control羽 0.167%ON、 L譬p; b 15da)? 20day1 25day 35da) 图2.9不同用量的OSA(醛基含量为l mmol,g)乳胶膜在35天内的降解效 粜(a)及刖试样在不同时叫的降解效果(b) 依据表2 l所水的乳胶的组成玎知。天然乳胶膜中的非橡胶纽分约为5% 且它们比橡胶组分更易于发生降解。从土埋35天后天然乳胶膜的质量损失率接 近5%(图2.8)可知,在土埋过程中发生降解的应为天然

乳胶中的非橡胶成分。对于含有OSA的乳胶膜而言,在土埋25天后它们的质量损失率均超过5%,且 最高可达9.44%。这说明随着土埋时间的延长,含有OSA的乳胶膜中的橡胶成 分也开始发生分解。即OSA的加入对于乳胶膜的降解有促进作用。这是因为海 藻酸钠是一种具有良好的生物相容性的天然聚多糖,很容易被微生物所降解〔23】。 在乳胶膜中加入OSA以后,由于OSA的存在有利于土壤中微生物的生长及聚集, 这些微生物可能会促进乳胶膜的降解【251。由于OSA在乳胶膜中分布均匀(见 2.3.2),因此,随着土埋时间的延长,在OSA和乳胶膜逐渐降解过程中会形成大 量孔穴。这会增加乳胶膜降解过程中生长的霉菌与乳胶膜的有效接触,从而促进 含有OSA的乳胶膜的降解。

2.4 本章小结

本研究制备了氧化海藻酸钠、氧化透明质酸及氧化羧甲基纤维素三种多糖衍 生物,考察了它们对乳胶蛋白质的固定效果及对乳胶膜降解性能的影响。研究结 果表明在天然胶乳中添加极少量的这三种天然多糖衍生物即可有效地固定天然 胶乳中的蛋白质,而且对乳胶膜的力学性能没有明显的影响,尤其是氧化羧甲基 纤维素效果最佳。考马斯亮蓝的染色结果表明,氧化海藻酸钠改善了蛋白质在乳 胶膜中的分布,使其分布更为均匀,从而有效地将蛋白质固定在乳胶膜的内部。 同时,OSA对乳胶膜的生物降解还具有一定的促进作用,可以在一定程度上促 进乳胶膜的降解。研究结果表明,用氧化多糖固定蛋白质在解决乳胶膜中蛋白质 过敏问题具有非常实际的应用价值。

35 第三章 结论

本研究合成了一种温度敏感的B一环糊精衍生物13-CD.PNIPA,探讨了 13-CD—PN口A对变形溶菌酶的复性作用,同时合成了三种天然多糖衍生物氧化海 藻酸钠(OSA)、氧化透明质酸(OHA)和氧化羧甲基纤维素(OCMC),并探 讨了这三种天然多糖衍生物对天然胶乳中的蛋白质的固定作用及对乳胶膜降解过程的影响。

主要结论如下: (1)〕3-CD.PNIPA及其合成中间产物EDA.B.CD和PNIPA.COOH对尿素变性 溶菌酶的复性过程均有促进

作用,然而D—CD.PNIPA对盐酸胍变性溶菌酶的复性 过程却具有抑制作用,不能用于辅助经盐酸胍变性的溶菌酶的复性;13-CD.PNIPA 结构单元中的D.CD疏水性空腔及PNIPA链段具有协同作用,荧光光谱的研究结 果证实了这一结论。13-CD—PNIPA单独用于辅助尿素变性溶菌酶复性时,其浓度对溶菌酶的复性效果有一定的影响,当溶菌酶的最终浓度为lmg/mL时, p.CD.PNIPA的浓度控制在0.4mg/mL时溶菌酶的复性效果最好;而复性温度应当控制在其LCST以下。13-CD.PNIPA与CTAB联合用于辅助溶菌酶的复性时, IB-CD.PNIPA应在CTAB作用一段时间后(约12h)再加入到复性体系;13-CD.PNIPA具有的温敏相变功能可实现B—CD—PNIPA的循环使用。

(2)在天然胶乳中添加极少量的这三种天然多糖衍生物即可有效地固定天 然胶乳中的蛋白质,而且对乳胶膜的力学性能没有明显的影响。相对于天然乳胶 膜中蛋白质主要分布于乳胶膜的上层表面,添加了氧化海藻酸钠的乳胶膜中蛋白 质的分布更为均匀。氧化海藻酸钠对乳胶膜的生物降解还具有一定的促进作用, 可以在一定程度上促进乳胶膜的降解。研究结果表明,用氧化多糖固定蛋白质在 解决乳胶膜蛋白质过敏问题具有非常实际的应用价值。

附件 一、个人简历陈继平,男,1969年5月出生,博士,助理研究员。2001年毕业于四川师 范大学化学学院,获硕士学位;2007年毕业于四川大学皮革化学工程系,获博 士学位。2007年进入中山大学从事博士后研究工作。主要研究方向为天然高分子功能化改性及其在蛋白质复性、乳胶蛋白固定方面的研究。作为主要成员承担 多项国家和省部级课题,申请专利l项,以第一作者发表论文1l篇,其中在Journalof the Society of Leather Technologists and Chemists,Joumal of the American Leather Chemists Association,Journal of Applied Polymer Science等国际学术刊物 上发表SCI、El、ISTP收录学术论文7篇。 二、在站期间以第一作者发表的论文及专利1.Jiping Chen,Ying Gong,Qisong Liu,Liming Zhang,The application of temperature-

responsive 13-cyclodextrin derivative in lysozyme refolding,Journal of Applied Polymer Science.(in press)2.Jiping Chen,Ying Gong,Qisong Liu,Liming Zhang,Application of dialdehyde sodium alginate in the latex protein immobilization and the degradation of latex films,Carbonhydrate Polymer.(in review) 3.申请专利一项:一种天然橡胶胶乳蛋白质的固定方法,申请号:200910041291.8 三、在站期间获得的科研基金及承担的其它课题1.国家自然科学基金委面上项目,天然聚多糖衍生的水凝胶化因子及其性能研 究,2009,2011,36万,批准号20874116,参加2.广东省自然科学基金面上项目,新型凝胶因子的设计制备与功能特性, 2008.2009,5万,批准号8151027501000004,参加 四、在站期间参加国内外学术会议情况第14届反应性高分子学术讨论会,广州,2008.11.17-19 五、在站期间承担教学和/或工作情况协助导师指导2008年本科生毕业论文4名。 致 谢 首先,感谢我的合作导师张黎明教授在我博士后工作期间对我工作、生活等 方面给予的极大帮助和关怀。从导师身上我不仅学到了许多新的专业知识,而且 也学到了许多科研方法和做人的道理。在此,谨向张老师致以衷心的感澍! 同时,感谢本课题组的杨立群老师、李伟老师、易菊珍老师和实验室全体同 仁的帮助与关心,和你们在一起使我在中山大学度过了两年的愉快时光。 最后,感谢国家自然科学基金和广东省自然科学基金对本研究的资助。


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