海藻酸钠/聚砜复合纳滤膜的研究

应用海藻酸钠作为表面活性层材料,以戊二醛为交联剂,以聚砜超滤膜为支撑层,制备了1种新型荷负电纳滤膜。研究了复合纳滤膜的制备影响因素及操作条件对膜性能的影响,结果表明当海藻酸钠的浓度为2.0%,戊二醛溶液的浓度为0.9%,30℃下交联4 h条件下制备的复合膜的膜性能(截留率)最好。实验结果表明:对1 000 mg.L-1的Na2SO4,MgSO4,NaCl和MgCl2盐溶液的截留率分别为87.2%,21.5%,32.0%,12.2%,通量依次为30.6,35.2,33.5,22.4 L.h-1.m-2。     

壳聚糖超滤复合膜研制

以聚醚砜（ＰＥＳ）、聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）超滤膜、聚己内酰胺（尼龙－６）微孔滤膜为多孔支撑膜,将天然聚合物壳聚糖通过流涎法制成超滤复合膜。该复合膜性能优良,在操作压力为０．２５ＭＰａ的条件下,它对聚乙二醇（ＰＥＧ）的截留率及其渗透速度,分别为８７．２％～９８．４％和２．１～５９．０Ｌ／（ｍ２ｈ）。壳聚糖超滤复合膜性能的优劣与支撑膜的材质、孔径、壳聚糖的浓度、添加剂的分子量及成膜时的条件有关。     

一种新型羧甲基甲壳素/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

羧甲基甲壳素(CM-CH)溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上,并与环氧氯丙烷(ECH)交联制得1种新型的复合纳滤膜,研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜的性能的影响,结果表明:当羧甲基甲壳素的浓度为2.0%,环氧氯丙烷的浓度为2.5%,60℃下交联24.0h,然后50℃下热处理10min条件下制备的复合纳滤膜的截盐效果最好。表征结果表明:对聚乙二醇的截留分子量为550Da,孔径在(6.6~7.8)×10-10m之间,离子交换容量为2.94mmol·cm-2,静电位为-0.20mV。对1000mg·L-1的K2SO4,Na2SO4,MgSO4,KCl,NaCl,MgCl2和CaCl2溶液的截盐率分别为93.33%,91.00%,42.61%,36.10%,44.00%,9.26%和14.21%。研究表明,复合膜对不同盐的截留行为主要决定于荷电膜与电解质离子之间静电斥力的大小。另外还发现该膜具有较好的耐藻类吸附性。     

甲壳素钠/羧甲基纤维素钠共混复合纳滤膜的制备及性能研究

以甲壳素钠和羧甲基纤维素钠共混液为铸膜液,在聚丙烯腈超滤底膜上流延成膜,以丙三醇三缩水甘油醚(PTGE)的乙醇溶液为交联剂交联制得一种新型的复合纳滤膜。该膜的最佳制备条件为:甲壳素钠溶液与羧甲基纤维素钠溶液质量混合比为2∶1,交联剂丙三醇三缩水甘油醚浓度为0.6%,在50℃交联20 h。膜负电荷来源于底膜部分水解。膜的静电位为-0.12 mV,电压渗系数为-13.07 mV/MPa;截留分子量为610 g.mol-1,膜孔半径约0.7 nm。该膜对电解质溶液的截留性能主要决定于荷负电膜对不同电解质离子之间的静电作用力大小。     

壳寡糖和壳聚糖酶水解特性的薄层色谱分析

建立了聚合度2～10的壳寡糖的薄层层析分析(TLC)方法,在异丙醇∶水∶氨水=60∶30∶4的展开体系中,各壳寡糖可以得到很好的分离,各单体间比移值(Rf)差异明显,无拖尾现象。通过对比TLC法与高效液相色谱(HPLC)法分析壳寡糖单体的效果,得出TLC法具有快速、有效、方便的优点,可以作为定性分析壳寡糖单体纯度的方法。采用本实验室制备的壳聚糖酶对3种不同脱乙酰度的壳聚糖和DP2～6的壳寡糖进行水解,采用TLC法对水解产物进行分析。实验结果表明,随着壳聚糖脱乙酰度的降低,其酶水解产物的糖链延长。该壳聚糖酶不能水解DP2～4的壳寡糖,对DP5～6的壳寡糖水解速率缓慢。通过对该壳聚糖酶作用特点分析,表明该酶可作用于GlcN-GlcN糖苷键,而不能水解Glc-NAc-GlcNAc糖苷键。     

离子交联壳聚糖/海藻酸钠可降解复合膜的研究

以壳聚糖和海藻酸钠为原料、10%柠檬酸钠和3%氯化钙溶液为交联剂,制备1种可降解复合膜,研究交联时间和交联pH对复合膜机械性质和抗水性的影响,并通过X-射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)对其结构和热稳定性进行分析。结果发现,复合膜的厚度(24.2μm)小于壳聚糖膜和海藻酸钠膜厚度相加的总和(39μm),表明在复合膜的制备过程中,壳聚糖与海藻酸钠在界面处部分混合并可能存在相互作用;柠檬酸钠和氯化钙分别对壳聚糖和海藻酸钠产生离子交联作用,且交联降低了二者的结晶度,提高了复合膜的热稳定性;在交联溶液pH为7、交联时间30min时,复合膜性质最好,机械强度最高可达到120MPa,水溶性仅为8.25%;复合膜改善了单一膜机械性能不足及抗水性差等缺点,有望应用于食品的保鲜包装。     

低分子量氨基糖及其衍生物对角膜细胞生长影响的研究

体外培养兔角膜上皮细胞和基质细胞,采用显微观察和MTT相结合的方法分析低分子量氨基糖(包括壳寡糖(chitosan)、羧甲基壳寡糖(Carboxymethyl chitosan oligosaccharide)、羧甲基甲壳寡糖(Carboxymethyl chitin oligosaccharide)、N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-glucosamine))对细胞生长的影响。结果在0~1000μg/mL浓度范围内4种氨基糖对角膜上皮细胞和基质细胞均没有细胞毒性,且均能促进角膜上皮细胞的生长,以壳寡糖和羧甲基甲壳寡糖效果最佳,二者与对照组相比均具有显著性差异(P<0.05)。壳寡糖、羧甲基甲壳寡糖和N-乙酰氨基葡萄糖能明显促进角膜基质细胞的生长,与对照组相比具有显著性差异(P<0.05),其中壳寡糖的促进作用最明显。提示低分子量氨基糖可适用于角膜细胞促生长的培养,为壳聚糖衍生物材料用于眼科研究提供一定的实验依据。     

超细SiO2改性壳聚糖膜的制备、表征及蛋白质分离性能研究

本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO2颗粒（5~10 μm）制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶（14 kDa）、胰蛋白酶（20 kDa）、胃蛋白酶（34 kDa）、鸡卵清蛋白（43 kDa）和牛血清白蛋白（65 kDa）在壳聚糖膜内的有效扩散系数（effective diffusion coefficients, Deff）,实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的Deff变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的Deff出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通道的大小与鸡卵清蛋白的分子大小相当。本研究结果可为生物酶制剂精制过程的膜过滤操作提供参考。     

壳聚糖酶的分离纯化及性质研究

以本实验室分离的产壳聚糖酶YJ02菌株出发,制备壳聚糖酶发酵液,经离心、(NH4)2SO4分级盐析、Q-SepharoseFast Flow阴离子交换、Sephacry S-100凝胶过滤分离纯化步骤,SDS-PAGE显示为一条带,壳聚糖酶纯化了28.9倍,收率为47.6%。该酶的性质研究表明,该酶的分子量为66.2KD,最适反应温度为50℃,最适反应pH为6.0;Mn2 对酶活力有明显的促进作用,Cu2 ,Fe3 ,Hg2 对酶活力有抑制作用;小分子有机物EDTA和SDS对酶活力有抑制作用,而IAA和β-巯基乙醇对酶活力稍有促进作用。该壳聚糖酶对高脱乙酰度壳聚糖底物水解作用强,酶解位点可能为NGlc-NGlc,酶最大反应速度Vmax=4.1μmol/min,常数Km为64mmol/L。此壳聚糖酶水解壳聚糖制备的壳寡糖数均分子量为2 400Da。     

壳寡糖对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨质量作用的研究

探讨壳寡糖(Chitooligosaccharide COS)对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨质量的影响,研究壳寡糖对绝经后骨质疏松症模型大鼠骨组织微观结构的保护作用,为壳寡糖在预防和治疗绝经后骨质疏松症的广泛应用提供理论依据。通过切除3月龄雌性大鼠两侧卵巢建立绝经后骨质疏松症动物模型,并灌服不同剂量的壳寡糖。收集骨组织标本,分别进行骨密度、骨矿元素含量、骨组织生物力学、骨组织形态学、骨组织形态计量学的测定。结果显示:中、低剂量壳寡糖能够显著提高股骨干骺的骨密度,增加Ca,Mg元素在股骨、胫骨中的含量,保护胫骨远端的微观结构,提高骨小梁体积百分比和宽度,显著降低骨小梁的分离度以及平均矿化率;中剂量壳寡糖可显著提高股骨最大载荷和最大弯曲力。说明低分子量的壳寡糖能显著改善绝经后骨质疏松症大鼠的高转换状态。