切变速度和Ca~(2+)对再生丝素蛋白溶液构象转变的影响

采用偏光显微镜和拉曼光谱研究了切变速度和Ca2+对再生丝素蛋白水溶液构象转变的影响.结果表明:切变速度和Ca2+是影响再生丝素蛋白溶液性质的两个主要因素,对于同一再生溶液,切变速度增大,溶液中丝素蛋白分子沿切变方向的有序排列也随之增加,丝素溶液更容易从无规线团或α-螺旋向β-折叠转变,并且转变的程度随着剪切速度的增加而加强;透析溶液中Ca2+含量增加,则样品出现偏光现象的临界切变速度有所降低.拉曼光谱显示丝素蛋白分子构象由SilkⅠ向SilkⅡ转变.     

再生柞蚕丝素蛋白膜的制备及其结构研究

用硫氰酸锂溶液溶解柞蚕丝素纤维，制备再生柞蚕丝素膜。用物理化学方法研究再生柞蚕丝素蛋白膜的结构特征以及暴露在空气中所发生的结构变化。指出再生柞蚕丝素膜内丝素蛋白的分子构象为α-螺旋和无规线团结构共存。空气环境存放30d后，分子构象只会发生无规线团向α-螺旋结构的少量转化，而不会向β-折叠结构转化。     

功能化离子液体对蚕丝的溶解性能

功能化离子液体氯化1-(2-氯乙基)-3-甲基咪唑([CeMIM]Cl)是蚕丝的优良溶剂.在100 ℃时,对脱胶蚕丝的溶解能力高达15%.向离子液体蚕丝溶液加入甲醇,可以得到再生丝素蛋白,除去甲醇后即可回收离子液体.利用IR、XRD、TGA和SEM对蚕丝和再生丝素蛋白进行了表征. IR、XRD图谱结果表明该离子液体是蚕丝的非衍生化溶剂;TGA结果表明再生丝素蛋白热稳定性有所降低,热失重残留物有所增加;SEM结果表明蚕丝在溶解前后表面形貌发生较大变化.在研究该离子液体对蚕丝的溶解和再生性能的同时,对溶解机理进行了初步探讨.     

高含量再生丝素蛋白水溶液的热性能研究

用差示扫描量热仪(DSC),对不同含量的再生丝素蛋白水溶液(质量分数为12%~42%),以及同一含量不同剪切速率(1 000 s-1和2 000 s-1)下溶液热性能的变化进行了对比研究。结果表明,随着含量的增大,再生丝素蛋白水溶液发生相转变的温度逐渐降低;同样,经剪切后的溶液发生相转变的温度均向低温漂移,且随着剪切作用的加强,向低温的漂移越明显。试验表明,丝素水溶液含量的增加和剪切作用可加速溶液从无规线团或α-螺旋向β-折叠构象的转变速度,且随着剪切速率的提高,构象转变的速度也加快。     

丝素在NMMO·H2O中的溶解及溶液流变性能的研究

探讨了丝素在N-甲基吗啉-N-氧化物一水合物(NMMO.H2O)中的溶解行为,结果发现:天然蚕丝纤维脱胶后得到的丝纤维可以直接溶解在NMMO.H2O中,但是很难得到高于10%浓度的溶液,因而无法用于纺丝.而由再生丝素水溶液制得的再生丝素膜则易于溶解在NMMO.H2O中,并可以得到浓度高达25%的再生丝素/NMMO.H2O溶液,在上述研究的基础上,本文还对再生丝素/NMMO.H2O的流变行为进行了初步研究.     

水溶性丝素蛋白的制备及其构象转变

通过液氮淬冷和冷冻干燥的方法获得了粒度均一、直径为3～4 mm的水溶性丝素蛋白微珠,并将丝素蛋白微珠分别进行室温保存、-20℃下保存和乙醇浸泡等不同方法处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X线衍射仪(XRD)等分析技术表征丝素蛋白微珠的形貌、构象和晶相组成。结果表明:液氮淬冷和冷冻干燥制备的丝素蛋白主要为无规线团结构,易溶于水;在室温和-20℃下放置1周后的丝素蛋白发生了由无规线团向β-转角、α-螺旋和β-折叠等构象转变,水溶性变差;经乙醇处理后的丝素蛋白因含有大量的β-折叠构象则不溶于水。     

剪切速率对高浓度再生丝素水溶液构象的影响

对高浓度的再生丝素水溶液（15％～37％）在不同剪切速率下（1000s-1和2000s-1）的构象变化进行了研究，对剪切前后的溶液进行了DSC和Raman对比测试。发现经过剪切，丝素溶液更客易发生从无规线团或α-螺旋向β-折叠构象的转变，且转变的程度随所受剪切速率的增加而提高。而且当丝素浓度低于27％时对剪切不敏感；超过30％时则对剪切敏感。     

多孔丝素材料的结构与性能研究

用CaCl2.CH3CH2OH.H2O三元溶剂溶解蚕丝丝素,通过对丝素溶液冷冻之后的状态,以及冷冻干燥后丝素结构和性质的测试和分析,指出采用冷冻干燥制备再生蚕丝丝素多孔材料时,若冷冻温度低于－20℃,则丝素的结构以无定型为主,含少量的SilkII,若冷冻温度高于－20℃,则又增加了较多的SilkI,采用冷冻干燥法可以制得平均孔径为10－300um,孔密度为1－2000个／mm^2,孔隙率为35％－70％的多孔丝素材料,通过调节冷冻温度和丝素溶液质量分数,达到控制多孔丝素材料的上述表态结构,聚集态结构和透湿性,压缩性,强度,伸长率等物理性能的目的是可能的,将快速冷冻的丝素水溶液真空干燥之前,进行反复解冻－冷冻－则所制得的多孔丝素材料的孔径增大,孔密度减小,同时其压缩率和透湿性有所提高,拉伸断裂强度和在热水中的溶失率下降。     

pH值对鲑鱼降钙素溶液构象的影响

采用傅里叶变换红外光谱和圆二色谱,测定鲑鱼降钙素在不同pH值水溶液中的构象,并对各种二级结构的含量进行计算.结果表明pH值对鲑鱼降钙素溶液构象有较大影响,pH值从2.0升高到8.0时鲑鱼降钙素溶液中存在β-折叠、β-转角和无序结构,无α-螺旋结构,且各种二级结构的含量随pH值增加而发生变化.当pH值增加到9.0时鲑鱼降钙素溶液中出现α-螺旋结构,且β-折叠和无序结构含量降低到最小值,β-转角含量增加到最大值.以上研究结果提示较低的pH值有助于鲑鱼降钙素的稳定,为进一步阐明pH值对鲑鱼降钙素稳定性的影响提供了依据.     

再生丝素与无机纳米粒子复合膜的结构与性能

用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛再生丝素复合膜,并用扫描电镜(SEM)、X射线(XRD)、热重分析(TGA、DTG)对复合丝素膜的结构与性能进行了表征。结果表明:加入纳米二氧化钛颗粒后再生丝素膜的热转变温度提高;再生丝素的结晶构象由S ilk I向S ilk II转变,结晶度增加。     

钙盐处理对柞蚕丝与桑蚕丝结构和性能的影响

钙盐处理是蚕丝纤维改性的一种重要方法.研究了桑蚕丝与柞蚕丝经氯化钙溶液处理后的溶失行为、形态结构、化学组成和结晶结构的变化.在相同处理条件下,柞蚕丝的溶失率比桑蚕丝小;两种蚕丝断裂强度的下降幅度一致;但柞蚕丝的断裂伸长增加,而桑蚕丝降低.经过钙盐处理,两种丝素的构象都会由β折叠向α螺旋或无规卷曲转变,但这种转变对桑蚕丝更为明显.钙盐处理30min后,柞蚕丝的结晶度上升,而桑蚕丝的结晶度下降.扫描电镜观察显示两种蚕丝均发生了分纤行为,但柞蚕丝变化不如桑蚕丝明显,内部孔洞也没有桑蚕丝多.     

再生丝素水溶液在存放过程中的结构变化

通过拉曼光谱法研究了不同浓度的再生丝素水溶液在常温下存放不同时间的构象变化。发现再生丝素水溶液在静置存放过程中会有结构的变化即无规巷曲和α螺旋向β折叠结构的转变，并且浓度越大，构象转变越快。当溶液处于流动状态时，其构象转变速度要快于静置状态下的转变。同时发现对于新鲜制备出的再生丝素水溶液随浓度的增加，也会发生构象的转变。     

丝素蛋白/改性Fe3O4纳米粒子复合材料的制备

文章采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,分别用油酸钠、聚乙二醇对纳米粒子改性.超声下用乙醇分散改性纳米粒子,再与丝素蛋白溶液形成凝胶,制备出丝素蛋白/磁性纳米粒子复合材料.采用红外光谱仪、透射电镜、振动样品磁强计等对产物进行表征.结果表明,复合产物的铁氧特征吸收峰出现在583 cm-1处,透射电镜显示改性后的纳米粒子较均匀地分布到丝素蛋白溶液中,并表现出较好的磁性.油酸钠较聚乙二醇(PEG)改性Fe3O4纳米粒子的效果更好.     

3D打印技术制备明胶纳米微球基复合凝胶支架

以明胶为原料,使用两步去溶剂法分别合成了具有相反电荷的两种纳米微球,将它们混合后分别溶于水、明胶溶液和丝素蛋白溶液形成3种凝胶.使用3D打印技术对3种凝胶进行加工,成功制备了3种三维多孔的支架.明胶增强的支架与丝素蛋白增强的支架在冷冻干燥以后分别使用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)/羟基丁二酰亚胺(NHS)和乙醇进行交联.通过扫描电镜(SEM)观察支架的形态并研究支架的膨胀性质.实验结果表明,仅靠纳米微球之间相互的作用力无法维持支架在水中的稳定结构,而使用明胶和丝素蛋白增强的支架则可以克服这种缺点.     

明胶/丝素共混多孔膜的制备

采用冷冻干燥法制备明胶与家蚕丝素的共混多孔蛋白膜，探讨了交联剂用量，共混比例及冷冻温度对膜结构和性能的影响，指出戊二醛对共混多膜具有明显的交联作用，膜内丝素与明胶的相容性较好，蛋白质的结构以无定形为主，通过与明胶共混，能够改善多孔丝素膜的拉伸性能。     

光散射法研究聚丙烯腈/1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸酯盐的稀溶液特性

采用激光光散射法研究了聚丙烯腈(PAN)在1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸酯盐[EMIM][(CH3O)HPO2]中的稀溶液性质.研究结果表明,[EMIM][(CH3O)HPO2]是PAN的良溶剂,PAN在[EMIM][(CH3O)HPO2]中是以单分子链形式存在的,呈无规线团构象;同时PAN分子链在[EMIM][(CH3O)HPO2]中的柔顺性比在常规溶剂如二甲基亚砜(DMSO)中要小很多.推测阴离子与PAN有很强的相互作用以及阳离子的空间位阻效应都能有效破坏PAN分子链间的偶极结构,这是导致PAN以单分子链形式溶解在[EMIM][(CH3O)HPO2]中的主要原因.     

从活化酵母中提取β-葡聚糖的工艺研究

笔者采用酸法、碱法和酸碱融合法提取酵母细胞壁中的β-葡聚糖,对得率和纯度进行对比分析后,发现用碱法浸提工艺从破壁酵母中提取碱不溶性β-葡聚糖效率最高。通过正交试验得出最佳提取条件为：在75°C条件下、0.75mol/L的碱液处理15min。不同脱水和干燥条件的对比实验表明：脱水和干燥条件影响产品的色泽;溶剂和水分蒸发得越快,产品最终含水率越低,产品颜色越白。     

多孔性再生纤维素磁性微球的制备及性质

利用绿色环保的碱-尿素-水溶剂体系制备纤维素溶液,采用反相悬浮法制备纤维素微球,并通过原位复合法工艺对纤维素微球进行纳米磁性功能化负载。结果表明,随着油水比不断增大,微球粒径逐渐减小,制备的再生纤维素微球比表面积超过30 m2/g,孔度超过90%,吸水性强,含水率超过85%。通过FTIR、XRD和SEM研究发现原位复合法可成功地生成Fe3O4纳米粒子,并在纤维素微球中形成有效负载,且制备的纤维复合微球保留了良好的球形结构和多孔性,并具有超顺磁性。     

猪胰蛋白酶及其自溶活性产物的圆二色性研究

用圆二色性谱(CD谱)研究了猪胰蛋白酶及其自溶活性产物在溶液中的构象,并观察了在十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中酶分子构象的变化。 猪胰蛋白酶的CD谱显示有相当量的α-螺旋成份及少量β-折叠成份,它在190nm附近的[θ]值远大于牛胰蛋白酶。其自溶活性产物的CD谱显示α-螺旋的成份减少5—6％,β-折叠成份上升3—6％,而有序部分所占比例基本不变,提示自溶后α-螺旋转化为β-折叠。 在SDS溶液中,α-螺旋和β-折叠在胰蛋白酶分子中所占的比例提高,而α-螺旋成份增加更为明显,表明酶分子的有序度提高。 参照Chou与Fasman以及Chen,Yang与Martinez等人的方法,预测猪胰蛋白酶有36％的氨基酸残基可以形成α-螺旋,由实测CD谱计算,亦在37％左右,两者相符。     

离子液体中丝素/聚乙烯醇共混膜的制备及表征

采用离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑（BMIMCl）溶解丝素（SF）,获得BMIMCl/SF溶液,再与聚乙烯醇（PVA）水溶液共混,制备得到PVA/SF共混膜。共混膜经红外光谱、紫外可见光谱、对水接触角、拉力试验等表征。结果表明,溶液共混使共混膜中SF与PVA发生了化学键键合,乙醇处理使共混膜中SF主要以β-折叠结构存在。随着SF含量的增加,共混膜的透光率逐渐变小,亲水性则逐渐增大。