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改性葡聚糖和蛋白质作为功能高分子的研究

罗成果  
【摘要】:从材料学角度看,聚糖、蛋白质以及聚核苷酸可视作生物体的基石。当前,这三类天然高分子材料正向功能化、智能化、精细化和环境友好化方向发展,使其由结构材料向具有光、声、电、生物医学、仿生、催化、分离、分析及能量转换等效应的纳米功能材料方向发展。葡聚糖类材料与生物组织具有良好的相容性,无毒,而且可以在指定位置通过酶进行降解,因此在生物技术和生物制药等很多领域得到广泛应用。在生物制药方面,改性葡聚糖经常被做成纳米载药微粒,作为药物控制释放的载体;在生物技术方面,以其良好的生物降解性能,可以被用来作为分离材料。某些蛋白质如酶是生物催化剂,以其高效的催化效率和结构的特异选择性而受到广泛的关注,还有其他的生物材料虽然不属于酶,但是他们也表现出很好的酶类材料的特性,因此模拟酶和类酶材料的研究也得到了重视。对它们进行研究可以为开发更多的友好新材料提供了更为广泛的应用基础。 本论文采用淀粉、壳聚糖和二乙胺乙基-葡聚糖等葡聚糖类材料制得了生物分离材料和纳米药物载体;利用天然酶和蛋白质类酶材料的高效催化性能,研究了酶促反应测定微量过氧乙酸浓度的新方法。对天然高分子的改性,采用了脱酰化、γ辐射降解、催化反应、接枝和交联等功能化实验方法,研究的主要内容和结论如下: 1、马来酸酐和淀粉在不同的反应条件下进行酯化反应:以二甲基亚砜为溶剂,不添加催化剂使马来酸酐和淀粉反应;以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,不添加催化剂使马来酸酐和淀粉反应;以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,加入吡啶为催化剂,改变时间和温度等条件来进行反应。对反应后得到的产物用傅立叶变换红外光谱仪进行扫描,证明三种方式都可以使马来酸酐接枝在淀粉分子链上;比较三种方法下马来酸酐的取代度,没有催化剂作用下的接枝产物,马来酸酐取代度大概为5%,使用催化剂进行反应得到的接枝产物的马来酸酐对羟基的取代度可以达到12%,羧基化程度比较高。 2、甲壳素用辐射剂量分别为40Gy、60Gy、80Gy的γ射线进行辐照,经过辐照的壳聚糖(CTS)的脱乙酰度随着辐射剂量的增加而增加。对辐照过的壳聚糖和未经辐照过壳聚糖用粘度法测其分子量,未经辐照过的壳聚糖分子量为2.71×10~5,脱乙酰度为77.26%;经过辐照过的壳聚糖其分子量分别为1.78×10~5、1.07×10~5和1.00×10~5,脱乙酰度分别为82.53%、88.36%、90.07%。通过对硅胶进行硅烷化,利用Shiff碱反应,用乙二醛作CTS交联剂和氨基化硅胶为偶联剂,制得结构稳定的2-(1,2-乙二醛)-亚胺-2-脱氧-β-D-葡聚糖树脂,并接枝于硅烷化TCL层析硅胶,得到了硅胶接枝2-乙二醛壳聚糖吸附剂。该新型吸附剂对金属离


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