海藻酸鈉理化性質(zhì)研究和特種品種制備.pdf

1、海藻酸鈉作為天然生物大分子，由于其立體結(jié)構(gòu)的特殊性，表現(xiàn)出特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，具有可生物降解、良好的生物相容性、和生物黏附性等特性，從而廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥和生物技術(shù)等領(lǐng)域。本文用熱力學(xué)、光譜學(xué)等方法對(duì)海藻酸鈉凝膠機(jī)理進(jìn)行了分析。并對(duì)海藻酸鈉的結(jié)構(gòu)組成和特種海藻酸鈉品種的制備進(jìn)行了探討。 用等溫滴定量熱法研究了鈣鋅離子與海藻酸鈉相互作用的熱力學(xué)過(guò)程。量熱滴定擬合結(jié)果表明，Ca2+與海藻酸鈉相互作用時(shí)有兩種結(jié)合位點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)K1=1.

2、21E7（L·mol-1），△S1=141.84（J·mol-1·K-1），△H1=1.89（kJ·mol-1）；K2=2.90E4（L·mol-1），△S2=79.08（J·mol-1·K-1），△H2=-1.84（kJ·mol-1）。鋅與海藻酸鈉相互作用時(shí)只有一種結(jié)合位點(diǎn)，結(jié)合常數(shù)K=9472（L·mol-1），熵變△S=128.95（J·mol-1·K-1），焓變△H=15.8（kJ·mol-1）。鈣與海藻酸鈉的相互作用比鋅與海藻

3、酸鈉的相互作用強(qiáng)。掃描電鏡照片表明，海藻酸鋅凝膠比海藻酸鈣凝膠交聯(lián)點(diǎn)多，空腔比較小，腔與腔之間的隔膜比較多。 用圓二色譜對(duì)海藻酸鈉與鈣鋅離子相互作用的穩(wěn)態(tài)溶液-凝膠過(guò)程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該過(guò)程分前后兩個(gè)階段，在臨界點(diǎn)之前第一階段內(nèi)，海藻酸鈉與陽(yáng)離子生成的凝膠配合物結(jié)構(gòu)在線性變化范圍內(nèi)是相同的，同時(shí)速度和機(jī)理也是一樣的。對(duì)海藻酸鈉與鈣鋅離子的選擇識(shí)別和相互作用研究表明，鈣離子與海藻酸鈉的G、M單元相互作用差別很大，鋅離子與G、M

4、單元相互作用差別比較小。鋅離子對(duì)G、M單元的識(shí)別作用不如鈣離子。通過(guò)四個(gè)不同組成的海藻酸鈉樣品圓二色CD信號(hào)隨溫度變化的譜圖，結(jié)合X-射線衍射、13C-NMR技術(shù)證明海藻酸鈉中存在雙螺旋結(jié)構(gòu)的功能微區(qū)。G段形成的雙螺旋功能微區(qū)結(jié)構(gòu)，隨溫度發(fā)生有序-無(wú)序可逆轉(zhuǎn)變。 海藻酸鈉與二價(jià)陽(yáng)離子凝膠時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹收縮現(xiàn)象。對(duì)Cu2+、Ca2+、Zn2+離子來(lái)說(shuō)，膨脹收縮程度的大小，與離子大小，成鍵電子軌道等離子性質(zhì)有關(guān)。且膨脹和收縮是可逆的。

5、 在海藻酸鈉與鈣離子結(jié)合過(guò)程中，量熱反應(yīng)的第一類結(jié)合位點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于離子量對(duì)圓二色譜影響的第一階段線性部分，鈣鑲嵌于已存在的螺旋蛋盒空腔中，相似于分子內(nèi)交聯(lián)，使粘度有稍微下降的趨勢(shì)。半蛋盒結(jié)構(gòu)以及二聚體聚集體形成過(guò)程，對(duì)應(yīng)于量熱反應(yīng)的第二類結(jié)合位點(diǎn)，在圓二色CD譜圖上，對(duì)應(yīng)于第二階段的斜率比值比第一階段小。在這一過(guò)程中，以分子間交聯(lián)為主，體系粘度急劇上升。Cu2+、Ca2+、Zn2+與海藻酸鈉相互作用時(shí)，體系的焓變、熵變符合等動(dòng)力學(xué)

6、關(guān)系，說(shuō)明三種離子與海藻酸鈉的相互作用都是靜電離子相互作用。 古羅糖醛酸裂解酶（G-lyase）降解poly-G-blocks所得七種寡糖的產(chǎn)率分別為39.5％、22.1％、21.3％、2.2％、2.4％、8.3％與1.2％。結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果說(shuō)明，產(chǎn)物中含有一種二聚糖△G（39.5％）；二種三聚糖（AGG，22.1％； AMG，21.3％）；產(chǎn)物中不含+△M，△MM或者△GM；產(chǎn)物中甘露糖醛酸的含量從9％增加到10.68％，M含量增

7、加了18.7％。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)裂解位點(diǎn)位于兩個(gè)古羅糖醛酸之間（-G-G-），使得一個(gè)古羅糖醛酸變成不飽和糖醛酸位于產(chǎn)物的非還原末端，而另一個(gè)古羅糖醛酸位于產(chǎn)物的還原末端。這些結(jié)果驗(yàn)證了G-lyase是古羅糖醛酸專一裂解酶。此外從產(chǎn)物含量可知，五聚糖只占3％，六聚糖幾乎沒(méi)有檢測(cè)到，說(shuō)明G-lyase酶所能識(shí)別的最長(zhǎng)鏈段為五聚糖。用13C-NMR結(jié)合馬爾可夫（貝努利）統(tǒng)計(jì)理論對(duì)海藻酸鈉LVCR的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明LVCR中G單元含