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《重庆大学》 2006年
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壳聚糖—明胶共聚物的MTGase催化合成及表征

骆辉  
【摘要】: 壳聚糖是重要的天然生物原料之一,具有多种生物活性,在生物医学、医药等领域有广阔的应用前景。壳聚糖-明胶共聚物是一种新型反应性高分子,从理论上讲,既保持壳聚糖良好的成膜、透气及抗菌特性,又具有明胶优良的皮肤亲和力、柔性及营养性,是极具应用潜力的可生物降解材料。本文以市售粗微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)粉为原料,研究应用AOT反胶束分离纯化MTGase的工艺条件及主要影响因素;以纯化MTGase为催化剂研究合成壳聚糖-明胶共聚物的最适工艺条件及合成共聚物的表征,有一定学术意义及明显的应用价值。 对市售粗MTGase进行AOT/反胶束纯化的实验结果指出:AOT/反胶束萃取MTGase最适条件是相比1∶1,水相pH 4.80~5.20,NaCl浓度0.12mol/L,粗MTGase浓度20.0 mg/mL,400r/min磁力搅拌下萃取20min;反胶束与第二水相比为1∶1,2.0mol/L KCl, pH11.00,搅拌下反萃取20min。粗MTGase在pH值4.28经等电点沉淀除杂蛋白、经过截留分子量10000的超滤膜除小分子杂质及50m mol/L AOT/异辛烷反胶束萃取三个步骤,MTGase比活力由0.16U/g升至14.2 U/g,提高88.75倍。MTGase的活力收率达100%。 反胶束中MTGase分子的Phe、Tyr、Trp残基共轭效应减弱,使MTGase在259.0nm、277.8nm处紫外光谱发生蓝移;MTGase分子表面的-OH、-NH2等氢键供体与AOT非极性侧链上的羰基氧形成氢键,电偶极矩增大,致使其1138 cm-1红外吸收峰向低波数位移至1127 cm-1,1113 cm-1移至1105 cm-1,且吸收强度明显降低。 用初步纯化MTGase催化合成壳聚糖-明胶共聚物的实验结果指出,以明胶和壳聚糖为底物,其比例为1.3∶1(m∶m),在pH 6.00、50℃、搅拌反应50min,接枝率达到65.51%。经TCA多级沉淀、冻干获得部分合成产物,其收率为21.74%。与壳聚糖、明胶混合物相比,壳聚糖-明胶共聚物引入的吸电子基团产生诱导效应,使酰胺上-C=O和伯胺基的伸展振动峰分别由1627 cm-1和1502 cm-1向高波数位移至1654 cm-1和1546 cm-1。用溶菌酶于50℃下水解合成产物4h,其还原糖浓度达0.75mmol/L,用胰蛋白酶水解30min,其水解度为10.41%,证明该共聚物为壳聚糖-明胶共聚物。荧光分析指出,以邻苯二甲醛标记的壳聚糖为底物合成的产物中出现明显荧光,也证明合成了壳聚糖-明胶共聚物。 观察壳聚糖-明胶共聚物的STM形貌,发现共聚物的卷曲度增加,空间结构更加紧密、有序;和明胶相比,分子链由0.6~1.5nm增长到1.3~2.0nm。DTA曲线指出,壳聚糖-明胶共聚物在87.49℃时失去游离水,471.69℃熔融,544.98℃时分解,明显不同于壳聚糖、明胶混合物。壳聚糖-明胶聚合物不溶于有机溶剂,在
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:R914

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