殼聚糖的等離子體降解動力學模型及結(jié)構表征與生物活性.pdf

1、近年來，低聚殼聚糖的應用價值受到越來越多的關注，但是，傳統(tǒng)殼聚糖降解方法存在成本高、污染環(huán)境等缺點，因此，研究一種經(jīng)濟、環(huán)保的殼聚糖降解技術，加強殼聚糖在醫(yī)藥領域的應用，對保障人類健康、提高生存質(zhì)量具有重大意義。脈沖放電等離子體技術作為一種新興電處理技術，由于具有處理效率高、溫度低、速度快、能耗低、無副產(chǎn)物等優(yōu)點而被廣泛研究。本論文研制脈沖放電等離子體發(fā)生裝置，以脈沖放電等離子體和脈沖放電等離子體與H2O2協(xié)同（簡稱“H2O2協(xié)同”）為

2、處理技術，對殼聚糖降解工藝、降解數(shù)值模擬和·OH產(chǎn)量與殼聚糖降解率相關性進行研究，并對殼聚糖降解產(chǎn)物進行功能特性分析和結(jié)構表征。
　　本研究研制脈沖放電等離子體發(fā)生裝置，以針-板、板-板、線-線、填充床為極板類型，進行脈沖放電等離子體降解殼聚糖試驗研究。結(jié)果表明，針-板電極降解效果最好，并且該裝置能有效產(chǎn)生·OH。
　　以殼聚糖降解率為指標，極板間距、H2O2濃度、殼聚糖濃度、乙酸濃度、乙酸鈉濃度、處理時間為影響因素，進行脈

3、沖放電等離子體和H2O2協(xié)同降解殼聚糖工藝研究。結(jié)果表明，脈沖放電等離子體處理技術對殼聚糖具有很好的降解作用，對殼聚糖的降解率最大值為72.63％，黏均分子量最低值為311.5 kDa；H2O2對降解效果有顯著地促進作用，H2O2協(xié)同對殼聚糖的降解率最大值97.97%，黏均分子量最低值為23.1 kDa；在同等工藝條件下，H2O2協(xié)同條件下的殼聚糖降解率較脈沖放電等離子體提高了32.61%。
　　在降解工藝研究基礎上，進行殼聚糖降

4、解動力學分析和降解數(shù)值模擬。結(jié)果表明，H2O2協(xié)同條件下的殼聚糖降解速率為脈沖放電等離子體的25倍，殼聚糖降解反應符合無規(guī)則一級降解反應。并且在動力學分析基礎上，以極板間距、殼聚糖濃度、處理時間和H2O2濃度為影響因素，建立降解數(shù)學模型，進行降解數(shù)值模擬。結(jié)果表明，本研究進行的脈沖放電等離子體和H2O2協(xié)同降解殼聚糖數(shù)值模擬能準確預測試驗結(jié)果。
　　以·OH產(chǎn)量和殼聚糖降解率為指標，進行相關性分析。結(jié)果表明，·OH為脈沖放電等離子

5、體降解主導因素，·OH和·O可能是 H2O2協(xié)同降解主導因素。通過MALDI-TOF質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，脈沖放電等離子體制備得殼聚糖降解產(chǎn)物主要由(GlcN)x低聚糖分子組成，脈沖放電等離子體降解處理主要通過切斷GLcN- GLcN糖苷鍵實現(xiàn)殼聚糖降解；H2O2協(xié)同制備得殼聚糖降解產(chǎn)物主要由(GlcN)x-(GlcNAc)和(GlcN)x-(GlcNAc)2兩種低聚糖分子組成，H2O2協(xié)同降解處理主要通過切斷GLcN- GLcNAc和GLcN

6、Ac- GLcN糖苷鍵實現(xiàn)殼聚糖降解。
　　在降解殼聚糖最優(yōu)工藝條件下，制備處理時間分別為60、120、180 min條件下的殼聚糖降解產(chǎn)物，對降解產(chǎn)物進行UV、FTIR、NMR、X-衍射、SEM、TG、溶解性分析。結(jié)果表明，降解處理對殼聚糖主要環(huán)狀結(jié)構沒有影響，降解處理使殼聚糖結(jié)晶結(jié)構被顯著破壞，熱穩(wěn)定性降低，溶解性提高。以自由基（DPPH、ABTS）清除能力、還原能力、脂質(zhì)過氧化抑制能力為指標，研究降解產(chǎn)物抗氧化能力；以大腸桿