收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

壳聚糖改性及壳聚糖基膜色谱材料的设计与开发

刘也卓  
【摘要】:环境保护和可持续发展意识使人们越来越亲睐绿色的天然材料,因此天然高分子材料在膜分离领域中的应用也成为研究热点。壳聚糖是唯一带正电荷的天然高分子,并以良好的成膜性受到业界的广泛关注。同时,壳聚糖还具有良好的吸附和螯合能力,对于吸附分离水系物料具有特别的优势。 膜色谱技术是将色谱技术和膜分离相结合的一种新技术,融合了二者之长,具有快速、高效、高选择性、易于放大等特点。膜色谱基质材料是制备膜色谱、获得满意分离效果的一个关键。本论文致力于以壳聚糖作为基质材料,通过与其它有机或无机材料进行共混或复合,制备不同类型的膜色谱,用于对蛋白质的分离和对污水中有机和无机污染物的吸附分离。 本论文首先采用壳聚糖与其自身的衍生物O-羧甲基壳聚糖进行共混,制备出多孔壳聚糖/羧甲基壳聚糖共混膜。在课题组有关该膜对于蛋白质静态吸附性能进行了充分研究的基础上,本论文将采用该膜制备成离子交换膜色谱,采用溶菌酶作为模型蛋白质对其性能进行了详细的表征。研究结果表明,壳聚糖/羧甲基壳聚糖膜色谱对于溶菌酶具有很强的吸附作用,但是选择合适的脱附条件,被吸附在膜上的溶菌酶又可很容易地被洗脱下来,并且吸附-脱附过程具有较好的重复性,表明该膜色谱具有良好的重复使用性。膜色谱中膜的孔径、组成膜堆膜的张数、溶菌酶料液的浓度以及流速对于溶菌酶在膜色谱中的动态吸附量均有影响。接着,本论文采用溶菌酶-卵清白蛋白混合溶液作为模拟双组分蛋白质混合液考察了壳聚糖/羧甲基壳聚糖膜色谱对其的分离能力。结果发现选择合适的pH值以及脱附条件,两种蛋白质可以完全分开。作为一个应用实例,我们成功地运用壳聚糖/羧甲基壳聚糖膜色谱将溶菌酶从鸡蛋清中分离出来。 本论文的另一部分工作是成功制备了壳聚糖/介孔碳材料复合膜。介孔材料具有超高的比表面积、均一可调的介孔孔径、开放的孔道结构以及稳定的骨架,同时在介孔的表面可通过一定的化学或物理方法引入不同的功能性位点,因此介孔材料被赋予了很强的吸咐能力和快速的吸附过程,在吸附与分离领域具有巨大的应用潜能。但是介孔材料大多呈粉末状,因此作为吸附剂在应用中局限较多。本论文结合介孔材料作为吸附剂和膜分离自身的优势,制备了多孔壳聚糖/介孔碳FDU-15(CS/FDU-15)复合膜和多孔壳聚糖/含铁介孔碳Fe@C (CS/Fe@C)复合膜。 对于多孔CS/FDU-15复合膜,我们采用碱性染料品红和有机小子苯酚作为污水的模拟有机污染物进行考察。研究结果表明,多孔CS/FDU-15复合膜对于品红和苯酚都具有较好的吸附能力,其静态吸附量分别为64mg/g和37.5mg/g。同时,我们还考察了品红和苯酚在CS/FDU-15复合膜上的吸附等温线和吸附动力学,发现其吸附动力学与准二级反应动力学方程吻合较好。接着我们将多孔CS/FDU-15复合膜装配成膜色谱,结果发现CS/FDU-15膜色谱对于品红和苯酚同样具有良好的动态吸附性能。同时,我们将砷酸钠作为模拟无机污染物考察了多孔CS/Fe@C复合膜对其的吸附性能。研究结果表明,多孔CS/Fe@C复合膜对于三价砷也具有非常好的吸附性能,其静态吸附量可达14mg/g,并且吸附条件简单,无需调节污水的pH值。同样,我们也将CS/Fe@C复合膜装配成膜色谱,结果发现其对于三价砷也具有良好的动态吸附性能。 最后,本论文尝试对壳聚糖进行接枝改性,制备了一种多糖/多肽杂化材料。我们通过先制得中间体6-O-三苯甲基壳聚糖,然后利用其中的氨基引发γ-谷氨酸苄酯NCA的开环反应,最后经过脱除保护获得壳聚糖/聚谷氨酸接技共聚物。通过调节壳聚糖/聚谷氨酸杂化材料所处环境的pH值以及改变壳聚糖与聚谷氨酸的比例,发现这种杂化材料可以组装成不同尺寸的实心纳米小球。 综上所述,本论文设计了三种膜色谱,即壳聚糖/羧甲基壳聚糖、壳聚糖/介孔碳、壳聚糖/含铁介孔碳膜色谱,将它们应用于对蛋白质、染料、有机小分子和无机物砷盐的吸附和分离,均取得良好效果,表明其在蛋白质等生物分子分离和污水处理方面均具有相当的应用前景。此外,对于壳聚糖/聚谷氨酸这种多糖/多肽杂化材料形成的纳米粒子,预计在药物缓释、基因载体以及包埋医学影像造影剂等领域中也一定的应用潜力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱华跃;;壳聚糖膜湿热处理及结构分析[J];台州学院学报;2006年03期
2 马力;郭静;刘蒲;;壳聚糖含磷衍生物的合成、表征及其应用研究[J];化学进展;2010年05期
3 刘燕;莫羡忠;甘春芳;;壳聚糖及其衍生物在生物医药领域的应用研究进展[J];化工技术与开发;2007年01期
4 周永国;杨越冬;侯文龙;于九皋;;化学修饰壳聚糖的血液相容性[J];高分子通报;2008年06期
5 曹晓妹;罗立强;丁亚平;;壳聚糖在生物传感器中的应用进展[J];理化检验(化学分册);2009年07期
6 王学宝;林丹;王贤亲;张园;叶发青;;多孔壳聚糖膜的制备表征及其吸附性能研究[J];广州化工;2010年06期
7 朱华跃,肖玲,刘秀芝,杜予民,徐慧;溶剂处理对壳聚糖及其交联膜性能与结构的影响[J];高分子材料科学与工程;2004年02期
8 李月;朱启忠;张立霞;张迪;张亚龙;;壳聚糖涂膜对无花果的保鲜效应研究[J];安徽农业科学;2008年35期
9 翟秀静,周亚光,何怡江;壳聚糖膜的量子化学计算[J];分子科学学报;1997年02期
10 宋常春,王晓鹏;壳聚糖膜的制备及对植物色素富集作用的研究[J];食品科学;2003年10期
11 郎雪梅,赵建青;壳聚糖超滤膜的孔结构研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年11期
12 吴远根;叶丹;邱树毅;王啸;王朝宇;;不同处理的壳聚糖膜力学性能研究[J];食品科学;2005年S1期
13 王征科;吴海若;胡巧玲;沈家骢;;梯度渗透法组装仿木年轮结构壳聚糖棒材[J];浙江大学学报(工学版);2006年11期
14 陶希芹;王明力;司方;;纳米TiO_2/壳聚糖复合膜的制备与性能研究[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2008年04期
15 马浩;郑长青;李毅群;;纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征[J];纤维素科学与技术;2010年02期
16 宋常春,王晓鹏,杜宇华;壳聚糖膜的制备及对植物色素富集作用的研究[J];安徽技术师范学院学报;2003年04期
17 傅乐峰,郑柏存,沈军;壳聚糖涂膜保鲜香梨的研究[J];食品工业;2005年02期
18 王惠武;董炎明;赵雅青;;甲壳素/壳聚糖接枝共聚反应[J];化学进展;2006年05期
19 王晓东;张宝泉;刘秀凤;;取向TS-1分子筛膜的合成与结构引导机理[J];化工学报;2007年09期
20 张锐;方桂珍;马英梅;马艳丽;;羧甲基纤维素-壳聚糖共混膜的性能表征[J];林产化学与工业;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘传刚;高林;;两种类型增塑剂对壳聚糖膜性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
2 吴昊;姚珍;;壳聚糖玻璃化转变温度的测定研究[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
3 郑静;杨俊玲;;壳聚糖液晶的制备及表征[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
4 吴俊红;王家俊;孙辉;许寅;郭丽;刘亚平;;增塑剂对壳聚糖/羟丙基甲基纤维素共混膜的改性研究[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
5 田京辉;徐建斌;王玮;钱佩佩;曹凯;李晓曼;;吡拉西坦体外透膜释放的研究[A];中国成人医药教育论坛[2010(3)][C];2010年
6 贺庆;敖强;公衍道;张秀芳;;不同脱酸方法对壳聚糖膜纳米拓扑结构及细胞相容性的影响[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
7 刘伯基;沙宪政;;植入式葡萄糖传感器膜材料组织相容性研究——壳聚糖与Nafion植入的比较[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会报告论文[C];2010年
8 陶希芹;王明力;袁志;王丽娟;;纳米TiO_2—壳聚糖复合膜的功能特性与应用研究[A];2009年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集[C];2009年
9 杜望溯;;壳聚糖应用于拔牙术的探索[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
10 张林;杨立邦;隋淑英;董朝红;路平;;抗菌纤维素/壳聚糖衍生物复合共混膜的制备及性能研究[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘也卓;壳聚糖改性及壳聚糖基膜色谱材料的设计与开发[D];复旦大学;2012年
2 钟辉;壳聚糖增强重组腺病毒转导效率及口服免疫效果初步研究[D];北京协和医学院;2009年
3 俞丹;壳聚糖对金属钯的吸附机理研究及在电磁屏蔽用导电织物制备中的应用[D];东华大学;2011年
4 李友良;基于碱性溶剂体系制备壳聚糖新材料的研究[D];浙江大学;2012年
5 方健;壳聚糖基膜材料的制备、性能与结构表征[D];北京林业大学;2013年
6 冯永巍;壳聚糖的化学改性及其衍生物的抑菌活性研究[D];江南大学;2011年
7 程沁园;壳聚糖止血活性及其生物安全性评价研究[D];江南大学;2013年
8 刘鹏;淀粉/聚乳酸/壳聚糖共混抗菌材料制备中若干基础科学问题的研究[D];华南理工大学;2010年
9 林军;诱导型复合壳聚糖骨引导膜的生物学性能评价[D];浙江大学;2011年
10 王丽岩;壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏现航;壳聚糖在印染废水处理中的应用[D];青岛大学;2010年
2 赵振拴;壳聚糖膜预防膝关节术后粘连的实验研究[D];河北医科大学;2002年
3 李浩;N-琥珀酰壳聚糖的制备及其应用研究[D];浙江大学;2011年
4 涂智峰;壳聚糖透明质酸复合物止血粉在鼻腔止血应用的可行性研究[D];暨南大学;2010年
5 鄂玮;海藻酸钠—壳聚糖生物膜在引导骨再生中的实验研究[D];大连医科大学;2010年
6 赵朋;关节软骨修复用壳聚糖-PEG水凝胶的制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
7 卢娟;壳聚糖基药物缓释材料的制备及性能研究[D];西南大学;2011年
8 李爱珍;明胶—壳聚糖可食性复合膜的制备与应用研究[D];山东轻工业学院;2010年
9 吴清华;TGF-β3基因转染MSCs复合壳聚糖的组织工程支架构建的实验研究[D];重庆医科大学;2011年
10 李洁;非穿透性滤过手术联合壳聚糖膜植入的动物实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 聂柳慧 韩永生;用壳聚糖膜作保鲜包装材料的研究[N];中国包装报;2011年
2 杨奎;多层多孔结构金属陶瓷材料[N];广东建设报;2003年
3 张志宏 摘译;施加静磁场优化多孔低碳钢性能[N];中国冶金报;2006年
4 黄振利 林燕成 朱青;加气混凝土砌块墙面抹灰层空裂原因分析及解决方案[N];人民政协报;2005年
5 许绍群 杨时元;陶粒的应用[N];中国建材报;2006年
6 丹麦品氏托普公司 张晓春;水藓泥炭的介绍与应用[N];中国花卉报;2006年
7 单丛玲;容器苗基质的配制(上)[N];中国花卉报;2007年
8 来文;化妆品标签的发展趋势——透明标签[N];中国包装报;2004年
9 马中发;低K介电材料研究遭遇挑战[N];中国电子报;2002年
10 刘良;稀土产业前景灿烂[N];中国化工报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978