改性葡聚糖和蛋白質(zhì)作為功能高分子的研究.pdf

1、從材料學(xué)角度看，聚糖、蛋白質(zhì)以及聚核苷酸可視作生物體的基石。當前，這三類天然高分子材料正向功能化、智能化、精細化和環(huán)境友好化方向發(fā)展，使其由結(jié)構(gòu)材料向具有光、聲、電、生物醫(yī)學(xué)、仿生、催化、分離、分析及能量轉(zhuǎn)換等效應(yīng)的納米功能材料方向發(fā)展。葡聚糖類材料與生物組織具有良好的相容性，無毒，而且可以在指定位置通過酶進行降解，因此在生物技術(shù)和生物制藥等很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在生物制藥方面，改性葡聚糖經(jīng)常被做成納米載藥微粒，作為藥物控制釋放的載體；

2、在生物技術(shù)方面，以其良好的生物降解性能，可以被用來作為分離材料。某些蛋白質(zhì)如酶是生物催化劑，以其高效的催化效率和結(jié)構(gòu)的特異選擇性而受到廣泛的關(guān)注，還有其他的生物材料雖然不屬于酶，但是他們也表現(xiàn)出很好的酶類材料的特性，因此模擬酶和類酶材料的研究也得到了重視。對它們進行研究可以為開發(fā)更多的友好新材料提供了更為廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。 本論文采用淀粉、殼聚糖和二乙胺乙基-葡聚糖等葡聚糖類材料制得了生物分離材料和納米藥物載體；利用天然酶和蛋白質(zhì)

3、類酶材料的高效催化性能，研究了酶促反應(yīng)測定微量過氧乙酸濃度的新方法。對天然高分子的改性，采用了脫?；?、γ輻射降解、催化反應(yīng)、接枝和交聯(lián)等功能化實驗方法，研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1、馬來酸酐和淀粉在不同的反應(yīng)條件下進行酯化反應(yīng)：以二甲基亞砜為溶劑，不添加催化劑使馬來酸酐和淀粉反應(yīng)；以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，不添加催化劑使馬來酸酐和淀粉反應(yīng)；以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑，加入吡啶為催化劑，改變時間和溫度等條件來進行反應(yīng)。對反

4、應(yīng)后得到的產(chǎn)物用傅立葉變換紅外光譜儀進行掃描，證明三種方式都可以使馬來酸酐接枝在淀粉分子鏈上；比較三種方法下馬來酸酐的取代度，沒有催化劑作用下的接枝產(chǎn)物，馬來酸酐取代度大概為5％，使用催化劑進行反應(yīng)得到的接枝產(chǎn)物的馬來酸酐對羥基的取代度可以達到12％，羧基化程度比較高。 2、甲殼素用輻射劑量分別為40Gy、60Gy、80Gy的γ射線進行輻照，經(jīng)過輻照的殼聚糖(CTS)的脫乙酰度隨著輻射劑量的增加而增加。對輻照過的殼聚糖和未經(jīng)輻照

5、過殼聚糖用粘度法測其分子量，未經(jīng)輻照過的殼聚糖分子量為2.71×105，脫乙酰度為77.26％；經(jīng)過輻照過的殼聚糖其分子量分別為1.78×105、1.07×105和1.00×105，脫乙酰度分別為82.53％、88.36％、90.07％。通過對硅膠進行硅烷化，利用Shif堿反應(yīng)，用乙二醛作CTS交聯(lián)劑和氨基化硅膠為偶聯(lián)劑，制得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的2-(1，2-乙二醛)-亞胺-2-脫氧-β-D-葡聚糖樹脂，并接枝于硅烷化TCL層析硅膠，得到了硅膠接

6、枝2-乙二醛殼聚糖吸附劑。該新型吸附劑對金屬離子Cd2+、pb2+的吸附量大，吸附速度快，達到平衡的時間大為縮短。 3、用二乙胺乙基-葡聚糖和十六烷基三甲基溴化胺對聚氰基丙烯酸丁酯進行修飾，使其成為陽離子納米粒，用原子力顯微鏡對粒度進行分析，得到的粒子的平均粒徑為87nm；用制得的陽粒子納米粒吸附反義寡聚核苷酸，對其載藥的條件進行優(yōu)化，得到當pH為7時載藥效果最好，此時納米粒子的濃度為118.6mg.L-1，載藥量達到85.3μ

7、g.L-1，包封率為100％。 4、過氧乙酸(PacA)室內(nèi)作消毒劑時，在空氣中的含量很低，用通常的化學(xué)分析方法很難檢測到。過氧乙酸以噴霧法和熏蒸法進行空氣消毒，用氣體吸收管現(xiàn)場采樣，以酶催化分光光度法測定室內(nèi)環(huán)境中的微量過氧乙酸消毒劑的含量。實驗證明PAcA在辣根過氧化物酶(HRP)催化作用下，當磷酸鹽緩沖液存在時能和苯酚、4-氨基安替比林發(fā)生Trinder反應(yīng)。與過氧化氫的酶催化分光光度法相似，35℃生成的醌式染料30min

8、顯色完全，在505nm處有最大吸收，對應(yīng)該波長的吸光系數(shù)為12.72L/(mmol·cm)，測量過氧化物的工作曲線的線性回歸方程為A=0.0038+12.72c(μmol.L-1)，線性相關(guān)系數(shù)ρ＞0.99，溶液組分(PAcA+H2O2)的檢出濃度為3.09μmol.L-1，對應(yīng)25mL過氧化物檢出限為7.73nmol，過氧乙酸的檢出限0.235μg。發(fā)展了一種過氧乙酸痕量分析的簡便、準確和靈敏的酶促反應(yīng)顯色方法。 5、用牛血紅

9、蛋白(BHb)代替辣根過氧化物酶(HRP)作為類酶催化劑，并嘗試將BHb鍵合到CTS上作為固定化類酶。在磷酸鹽緩沖液存在時，使過氧乙酸和苯酚、4-氨基安替比林發(fā)生Trinder反應(yīng)?？疾炝藀H值、時間和溫度對反應(yīng)的影響。通過正交試驗確定了反應(yīng)的最佳條件為反應(yīng)溫度50℃、反應(yīng)時間50min、苯酚的量1.5mL、pH值為7.73。用過氧乙酸以噴霧法和熏蒸法進行空氣消毒，用氣體吸收管現(xiàn)場采樣，以酶催化分光光度法測定室內(nèi)環(huán)境中的微量過氧乙酸消毒

10、劑的含量。測量過氧化物的工作曲線的線性回歸方程為A=0.0607+0.525c(μmol.L-1)，線性相關(guān)系數(shù)ρ＞0.99，溶液組分(PAcA+H2O2)的檢出濃度為17.346μmol.L-1，對應(yīng)25mL過氧化物檢出限為43.365nmol，過氧乙酸的檢出限0.330μg。 總之，葡聚糖類材料的功能化和蛋白質(zhì)類酶材料的催化應(yīng)用的研究，為進一步開發(fā)用途廣泛、性能優(yōu)良的新型藥物載體和吸附劑提供了重要的理論和實踐基礎(chǔ)，也使仿生分