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部分降解褐藻胶的酶法制备、结构表征及体外生理活性研究

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部分降解褐藻胶的酶法制备、结构表征及体外生理活性研究

作者：陈佳薇江南大学

学位级别：硕士

褐藻胶是一种可溶性膳食纤维,广泛存在于海藻中,是丰富的自然资源。大量研究结果已证明褐藻胶独特的理化特性使它具有抗菌、降血糖、预防肥胖、肿瘤等生理活性。但天然褐藻胶是一种生物大分子,即使在较低浓度下也会形成粘度高,流动性差... 详细信息

褐藻胶是一种可溶性膳食纤维,广泛存在于海藻中,是丰富的自然资源。大量研究结果已证明褐藻胶独特的理化特性使它具有抗菌、降血糖、预防肥胖、肿瘤等生理活性。但天然褐藻胶是一种生物大分子,即使在较低浓度下也会形成粘度高,流动性差、难吞咽的胶状体,使它在食品体系中的添加量受到限制,无法满足生理需求水平。因此降低天然褐藻胶的粘度特性,有利于促进褐藻胶作为膳食纤维增补剂应用到食品体系中,充分发挥其生理作用。本课题利用来自实验室保藏需钠弧菌vibrio natriegens SK42.001生产的褐藻胶裂解酶和来源于黑曲霉的纤维素酶,以不同方式降解褐藻胶多糖,获得降解工艺条件,并对分子量参数进行表征,研究了酶解前后不同分子量片段化学结构,糖链构象以及生理活性。首先,利用多角度激光光散射检测器(HPSEC-MALLS-RI)研究褐藻胶裂解酶(ALyase)和纤维素酶(Cellulase)一步法和分步法降解方式下褐藻胶产物分子量参数变化,分析并确定链剪切模型及低分子量褐藻胶降解条件。结果表明Cellulase无法单独作用于褐藻胶。ALyase表现为多次剪切模型和中央剪切模型,ALyase分步降解法(iA)提高了酶利用率。ALyase降解条件:一步法和分步法反应时间分别控制在2 h和5 h内,酶量2.56-10.24 U/g。分步法中进一步探究了ALyase和Cellulase的协同作用,加酶间隔时间为0 min(iACS),30 min(iACM),60 min(iACE)。结果表明ALyase主要作用于M≥10 g/mol,Cellulase主要作用于10-10 g/mol。iACE法中产物分散系数(PDI)保持稳定且无限趋近于2,呈现出随机剪切模型。iACS和iACM法中使产物分子量组分增加,PDI值上升至5.14和7.02。其次,对ALyase一步法降解获得的四种片段表观粘度进行测定。采用红外(FT-IR)、核磁共振氢谱(H NMR)和脉冲阴离子交换色谱(HPAEC-PAD)进行一级结构表征,结合稀溶液理论、均方回转半径和原子力显微镜(AFM)对糖链构象进行表征。四种片段分别定义为PDA1(2.56 U/g)、PDA2(5.12 U/g)、PDA3(7.68 U/g)和PDA4(10.24U/g)。结果表明:PDA1-4的分子量分别为10.48×10 g/mol、6.75×10 g/mol、4.81×10g/mol和3.99×10 g/mol,分子量下降了5-10倍。PDI从1.7增加至2.3。β-D-甘露糖醛酸与α-L-古罗糖醛酸比例(M/G)由0.8上升至1.8。H NMR表明褐藻胶裂解酶对古罗糖醛酸匀聚段(poly-G)具有较高的降解特异性。结合稀溶液理论和AFM微观结构表征,PDA1和PDA2以无规卷曲的形态存在于溶液中,PDA3和PDA4以紧密球型和无规卷曲两种形态同时存在于溶液中。最后,通过体外模拟初步探究了PDA的生理活性。结论显示葡萄糖浓度范围为5-200 mmol/L时,PDA3和PDA4葡萄糖吸附能力始终大于未降解褐藻胶(ALG),且PDA4和ALG吸附能力与葡萄糖浓度呈线性关系,斜率分别为2.3和1.4;PDA1和PDA2葡萄糖吸附能力低于ALG。100 mmol/L葡萄糖溶液中,PDA2和PDA4葡萄糖释放延缓指数高于ALG(22%-27%),分别为28%-34%,31%-44%。0.5%-3%的PDA对α-淀粉酶表现出有效抑制(P<0.05)。浓度为3%时PDA对糖化酶表现出抑制作用(P<0.05)。静态流变特性表明PDA都表现为剪切变稀的胀塑性流体,动态流变特性说明PDA-玉米淀粉混合体系中PDA的加入增加了混合体系的弹性,降低了混合体系粘度,有利于改善食品体系流变性能。肠道消化模拟实验显示PDA在浓度0.5%-3%的范围内能减缓食糜的消化速率,减缓葡萄糖的释放量,且随PDA浓度的增加葡萄糖释放量越低,其中主要归因于两点:PDA的加入提高了食糜的粘度,PDA对消化酶的抑制作用。综上所述,PDA具有作为膳食纤维增补剂的潜在应用价值。

关键词：酶解低分子量褐藻胶分子量链构象生理作用

星形聚合物穿过仿生纳米孔道的理论与模拟研究

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星形聚合物穿过仿生纳米孔道的理论与模拟研究

作者：刘柱南京大学

学位级别：硕士

由于高分子材料具有很好的力学性质,存在多样性,如星形高分子等因其重要而特殊的性质在各个领域具有广泛地应用前景。因此深入研究高分子材料的性质与结构的关系十分有必要,有助于我们进一步提高材料的性能并使设计发展新的材料成为可... 详细信息

由于高分子材料具有很好的力学性质,存在多样性,如星形高分子等因其重要而特殊的性质在各个领域具有广泛地应用前景。因此深入研究高分子材料的性质与结构的关系十分有必要,有助于我们进一步提高材料的性能并使设计发展新的材料成为可能。其中,对高分子链运动的研究是高分子物理学中的核心问题之一。流体相互作用与受限条件协同作用的情况下,仍然存在大量的问题有待解决。高分子迁移穿过狭窄孔道的现象所涉及的输运机理是生物体系的基础,例如DNA和RNA穿过核孔,蛋白质穿过薄膜,病毒注射入细胞等过程均涉及到高分子的迁移。对这些迁移过程的研究有助于我们更加深入地了解上述生理过程,同时会产生一些潜在的应用前景,对于创新技术的发展至关重要,例如快速DNA测序、基因治疗、可控药物运输以及设计纳米孔检测设备等。计算机模拟可以直接给出上述物理现象的直观图像,帮助人们从本质上理解和认识其规律,它可以非常有效地反映受限空间中高分子的构象变化和动力学行为。计算机模拟既不是实验方法也不是理论方法,它是在实验基础上通过基本原理,构筑模型和算法,从而计算出合理的分子结构和分子行为。随着新的模拟方法和模型的发展以及计算机性能的提高,计算机模拟已经发展成为高分子研究中的重要手段。在本论文第三章,我们结合成核生长理论及德热纳（de Gennes）的“串滴”模型,对线形及星形高分子的穿孔行为过程进行了理论研究。经过发展的两种理论都表明星形高分子的穿孔时间τ与高分子的总粒子数目Ntot存在线性标度关系。穿孔时间τ是高分子穿孔研究中的重要指标,它定义为高分子链沿着流场方向被逐渐拉伸,进入微孔道并克服势垒至全部粒子完全穿过孔道所需的时间。第四章中,我们利用耗散粒子动力学模拟方法来研究高分子在流场驱动作用下穿过纳米孔道的动力学过程,用以研究高分子受限条件下的物理化学性质,即高分子穿孔过程中的构象变化和动力学行为。耗散粒子动力学模拟方法是一种介观的模拟方法,可以很好的描述体系中的流体力学相互作用,并正确地表征高分子与溶剂粒子之间的相互作用力,是研究高分子穿孔过程中构象变化和动力学行为的有效模拟方法。本论文着眼于探究穿孔时间与分子链长以及链构象之间的依赖关系。模拟结果表明,星形分子穿孔的迁移时间τ与总粒子数Ntot之间的标度关系τ～Ntot1.09±0.04,这和推导的理论结果一致。为了研究的方便,我们将完整的穿孔过程分为两个独立的阶段,第一个阶段类似于成核过程;根据我们的理论分析和模拟结果,第二个阶段的穿孔时间τ’会随着孔外受限链数fout的增加而增大,但与孔内牵引链数fin则存在微弱的依赖关系。

关键词：耗散粒子动力学星形聚合物纳米孔道穿孔链构象

单链高分子构象的非格子Monte Carlo模拟

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单链高分子构象的非格子Monte Carlo模拟

作者：张志学河北大学

学位级别：硕士

高分子物理的主要内容由三部分构成。第一部分,同时也是最基础的一部分,就是高分子的结构,包括单个分子的结构和聚集态结构。其他两部分分别为高分子材料的性能和分子运动的统计学。本文所研究的单链高分子的链构象问题即属第一部分。... 详细信息

高分子物理的主要内容由三部分构成。第一部分,同时也是最基础的一部分,就是高分子的结构,包括单个分子的结构和聚集态结构。其他两部分分别为高分子材料的性能和分子运动的统计学。本文所研究的单链高分子的链构象问题即属第一部分。高分子的链构象不仅与高分子材料的性能有紧密联系,而且也越来越引起其他学科如生物物理方面的重视,如蛋白质的链构象问题也与此有关。自从20世纪30年代高分子学说建立以来,这方面的研究就在一直不断进行着,其中包括实验研究,理论研究,以及50年代出现的计算机模拟。本文针对单链高分子链构象问题分别从实验、理论以及计算机模拟方面介绍了现今的研究情况,并将结果分几组进行了介绍,在此基础上我们又从计算机模拟方面对此问题进行了一些研究。本文共分四个部分,主要内容如下：第1章：综述。对近年来单链高分子链构象问题研究情况进行了简单的回顾,分别从实验、理论以及计算机模拟方面对其他研究者的工作进行了简要介绍。第2章：均聚高分子单链构象的非格子Monte Carlo模拟。模拟了均聚高分子单链的均方回转半径

关键词：单链高分子链构象非格子模型 Monte Carlo模拟

含PNIPAM链段多嵌段聚合物的合成、溶液和吸附行为研究

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含PNIPAM链段多嵌段聚合物的合成、溶液和吸附行为研究

作者：李建元浙江大学

学位级别：硕士

论文中采用原子转移自由基聚合方法(ATRP),以Br-PPO-Br为大分子引发剂,通过一步或两步聚合反应成功合成窄分子量分布的聚(N-异丙基丙烯酰胺)-聚(环氧丙烷)-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-PPO-PNIPAM)三嵌段聚合物。通过微量差示扫描仪(Mi... 详细信息

论文中采用原子转移自由基聚合方法(ATRP),以Br-PPO-Br为大分子引发剂,通过一步或两步聚合反应成功合成窄分子量分布的聚(N-异丙基丙烯酰胺)-聚(环氧丙烷)-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-PPO-PNIPAM)三嵌段聚合物。通过微量差示扫描仪(Micro-DSC)对PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx与PEO45-PNIPAMx两个系列聚合物的温敏行为研究发现：对于PNIPAM链段长度较短的PNIPAMi5-PPO36-PNIPAMi5三嵌段聚合物,只有一个低临界溶解温度(LCST),大约为25℃,属于PPO链段的LCST;对于PNIPAM链段长度较长的PNIPAM117-PPO36-PNIPAM117三嵌段聚合物,PNIPAM链段的相变占主导地位,只观察到一个LCST为32.3℃;对于PNIPAM链段长度适中的PNIPAM33-PPO36-PNIPAM33和PNIPAM75-PPO36-PNIPAM75则观察到了两个LCST,分别属于PPO链段和PNIPAM链段。而对于PEO-PNIPAM两嵌段聚合物体系,其中PEO链段亲水,使得PEO-PNIPAM的LCST比PNIPAM均聚物的LCST相对提高,且PEO链段比例越大,其LCST越高。动、静态光散射(DLS & SLS)研究结果表明：在低温环境下(20℃), PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx和PEO45-PNIPAMx体系都可观察到大颗粒尺寸的聚集体存在,而此时PPO、PNIPAM、PEO链段理论上都是溶于水的。这被认为是嵌段之间的不相容性以及水分子与聚合物链段的氢键桥连作用而形成的松散聚集体。随着温度上升到PPO链段的LCST, PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物形成以疏水的PPO为核、亲水的PNIPAM为壳的核-壳结构;温度继续上升到PNIPAM链段的LCST时,PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物形成的核-壳结构进一步坍塌收缩形成硬壳球结构。PEO45-PNIPAMx两嵌段聚合物体系的溶液行为又稍有区别,温度高于其LCST时,形成稳定的核-壳结构。接着采用石英晶体微天平(QCM)研究PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx三嵌段聚合物和PEO45-PNIPAMx两嵌段聚合物于不同温度中在疏水金电极表面的吸附行为,研究结果表明：1)吸附的速率常数随PNIPAM链段长度增大而增大,却随温度上升而下降。2)对于PNIPAM链段较长的PNIPAMx-PPO36-PNIPAMx(x=33,75,117)三嵌段聚合物和PEO45-PNIPAMX (x=50,87)两嵌段聚合物在其PNIPAM链段的LCST时都会发生异常的大量吸附现象。结合之前在PNIPAM-PEO-PPO-PEO-PNIPAM五嵌段聚合物的吸附研究中也发现五嵌段聚合物在PNIPAM链段的LCST处发生大量吸附现象,可以得出以下结论：对于含PNIPAM链段的PEO-PNIPAM、PNIPAM-PPO-PNIPAM和PNIPAM-PEO-PPO-PEO-PNIPAM嵌段聚合物体系,所观察到的大量吸附现象与PNIPAM链段存在有关,与PPO链段和PEO链段无关;而且嵌段聚合物分子中PNIPAM链段需要达到一定的长度,使得PNIPAM链段具有自己的LCST, PNIPAM链段太短则不会发生大量吸附。

关键词： PNIPAM-PPO-PNIPAM PEO-PNIPAM 温敏性链构象吸附行为

表面改性纳米CaCO3热性能研究Ⅱ：DRIFT

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材料导报 2004年第F4期18卷 159-160页

作者：张堃曾汉民中山大学材料科学研究所，广州510275／／中山大学测试中心，广州510275 中山大学材料科学研究所，广州510275

使用漫反射红外傅立叶转换(DRIFT）光谱对4种表面改性纳米CaCO3粒子表面烷基长链构象有序度进行了研究，并采用热处理的方式，考察了室温到450℃间热处理后粒子表面脂肪酸及分解(裂解)残留物烷基长链构象有序度的变化情况。结果表明：4... 详细信息

使用漫反射红外傅立叶转换(DRIFT）光谱对4种表面改性纳米CaCO3粒子表面烷基长链构象有序度进行了研究，并采用热处理的方式，考察了室温到450℃间热处理后粒子表面脂肪酸及分解(裂解)残留物烷基长链构象有序度的变化情况。结果表明：4种样品有序度各不相同，加热处理100℃以上有序度明显下降，但原有序度较高的样品在相同处理条件下仍能保持相对较高的有序度。

关键词：表面改性 DRIFT 性能研究纳米CaCO3粒子有序度变化情况加热处理处理条件链构象傅立叶漫反射残留物脂肪酸 450 烷基样品

超声作用过程中超声强度对果胶溶液构象的变化、机理及对功能特性的影响

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超声作用过程中超声强度对果胶溶液构象的变化、机理及对功能特性...

作者：仇雯漪江苏大学

学位级别：硕士

果胶广泛存在于水果、蔬菜等植物类食物中,是一种重要的膳食多糖来源,具有凝胶、稳定、增稠、乳化和质构改良等功能特性。然而,由于其分子量大、结构复杂,在食品、医药等行业的实际应用受到极大限制。超声改性果胶已成为研究热点,但改... 详细信息

果胶广泛存在于水果、蔬菜等植物类食物中,是一种重要的膳食多糖来源,具有凝胶、稳定、增稠、乳化和质构改良等功能特性。然而,由于其分子量大、结构复杂,在食品、医药等行业的实际应用受到极大限制。超声改性果胶已成为研究热点,但改性过程中果胶溶液构象的变化及其转变机理有待于进一步深入研究。因此,本论文以商业果胶为研究对象,通过高分子链构象方法和稀溶液理论研究超声作用过程中超声强度对果胶分子尺寸、链构象及微观形貌的影响,初步探讨果胶分子链构象的转变机理。在此基础上,研究果胶及其降解产物的功能特性,为果胶的功能化结构设计及加工过程中的调控奠定理论基础,拓宽其在食品工业中的应用。主要研究结果如下:(1)通过物理、化学相结合方法和高分子稀溶液理论,分析了原始商业果胶的分子结构和链构象。研究表明,果胶的半乳糖醛酸(GalUA)、甲氧基和甲酯化度(DM)含量分别为71.69±1.7%、12.27±2.4%和76.63±0.5%,表明该果胶为高甲酯化果胶,主要由GalUA、阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖组成,重均分子量(M)为173.7 kDa。同时,果胶的特性粘度([η])、均方根旋转半径(R)、流体力学半径(R)、Mark-Houwink方程指数(a)、构象参数(α)和结构特征参数(ρ)分别为457.93 cm g、33.1 nm、17.5 nm、0.8205、0.6068和1.894,表明果胶在水溶液中呈刚性半柔顺链构象。(2)在超声作用过程中,随着超声强度和时间的增加,果胶的分子参数[η]、M、R、R及链构象参数a、α、ρ均呈减小趋势,分形维数呈增加趋势,且较高的超声强度产生较明显的影响。这些结果揭示在超声作用过程中果胶刚性半柔顺链逐渐变为柔顺链,甚至柔顺卷曲链。原子力显微镜分析表明,超声作用使果胶链分子内/分子间缠绕形成的网状结构变得无序并部分断裂,甚至发生离解;果胶分子间的结点也被不同程度的破坏,线性单片段结构增加,进一步直观地证实了果胶分子链构象的转变。(3)红外光谱和单糖组成分析表明,在超声作用过程中,果胶的单糖类型和一级化学结构没有被改变,较长的处理时间和较高的超声强度增加了果胶主链中GalUA的含量,降低了果胶的DM和侧链中性糖的含量,削弱了果胶分子链的空间位阻和链刚性。同时,通过高灵敏差式微量热仪和圆二色光谱研究揭示,较高的超声强度(5.00 W/mL)打断了果胶分子内/分子间氢键相互作用,导致果胶分子的缠结或聚集被破坏,从而增强了果胶分子链的柔顺性。(4)随着超声强度和时间的增加,果胶降解产物溶液的表观粘度和复合粘度均降低,由非牛顿假塑性流体逐渐变为牛顿流体,而且,动态粘弹性分析表明,超声处理后的果胶更倾向于粘性行为。乳化特性研究发现,超声处理后果胶乳状液呈现较好的乳化活性和乳化稳定性,且随超声强度和时间的增加而增强;同时,果胶降解产物乳状液的粒径及电位均随超声强度和时间的增加而呈先下降后上升的趋势,在超声时间30 min时,表现出良好的稳定性,且储藏7天后,乳状液仍保持稳定。此外,显微观察分析表明,超声处理使果胶乳状液粒径变小且分布均一。

关键词：果胶超声波降解超声强度链构象微观形貌功能特性

中国被毛孢胞内多糖（HSIPS2）分离纯化、抗氧化活性及结构研究

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中国被毛孢胞内多糖（HSIPS2）分离纯化、抗氧化活性及结构研究

作者：邵双双浙江大学

学位级别：硕士

中国被毛孢(Hirsutella sinensis)是从天然虫草中分离得到的虫草菌之一,具有与天然虫草相似的生物活性功能,为我国现代中医药和保健食品的开发提供新的重要原料。而多糖是中国被毛孢的主要活性成分之一,具有很好的药理活性,拥有非常好... 详细信息

中国被毛孢(Hirsutella sinensis)是从天然虫草中分离得到的虫草菌之一,具有与天然虫草相似的生物活性功能,为我国现代中医药和保健食品的开发提供新的重要原料。而多糖是中国被毛孢的主要活性成分之一,具有很好的药理活性,拥有非常好的应用价值。本实验在培养基中添加陈皮水提物对中国被毛孢菌株(HS001)进行发酵,以得到的中国被毛孢发酵菌丝体为原料,通过分离纯化得到一种新型的胞内多糖,进一步研究表明中国被毛孢胞内多糖具有较高的体外抗氧化活性,并首次对其化学结构进行表征。主要研究过程及结果如下：1、中国被毛孢胞内多糖的分离纯化及抗氧化活性研究。(1)在发酵培养基中添加陈皮水提物对中国被毛孢菌株(HS001)进行发酵得到中国被毛孢菌丝体。中国被毛孢发酵菌丝体经过热水浸提、醇沉后得到胞内粗多糖,得率为4.6%;粗多糖进一步脱蛋白、脱色素、过DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换柱色谱和Sephacryl S-100凝胶柱色谱分离得到均一性多糖组分(HSIPS2)。(2)采用静态光散射与排阻色谱联用方法(SEC-MALLS)以及高效液相色谱(HPLC)法测定分析中国被毛孢胞内多糖分子信息以及单糖组成。发现HSIPS2的分子量Mw=1.463×104 g/mol,纯度达到99.82%,是一个低分散度、均一性的纯多糖。此外,激光光散射仪测得HSIPS2多糖的均方旋转半径1/2为0.5 nm,流体力学半径Rh=2.3 nm;HPLC法测得HSIPS2的单糖组成及摩尔比为：葡萄糖：半乳糖：甘露糖：核糖=48.52：6.58：5.17：1.0,确定HSIPS2是一种新型多糖。(3)体外抗氧化活性分析得知,HSIPS2多糖具有较高的抗氧化活性。HSIPS2的ORAC值为872.80 μmol TE/g;在1.0 mg/mL时,HSIPS2还原能力为0.99;此外,HSIPS2对DPPH自由基清除率、羟自由基清除率以及ABTS自由基清除率的IC50值分别为0.73 mg/mL、0.75 mg/mL和0.47 mg/mL。2、首次深入地对中国被毛孢胞内多糖HSIPS2结构进行研究。(1)经过红外光谱(IR)、甲基化分析以及核磁(NMR)分析发现,HSIPS2多糖的化学结构主要是以1,4糖苷键连接为主链的α-葡萄糖吡喃型残基,支链为O-6位被端基α-Glcp-(1→所取代的1,5糖苷键连接的β-半乳糖呋喃型残基,且支链通过O-6位与主链相连,此外还有少量的1,3糖苷键连接的α-呋喃型核糖、1,4糖苷键连接的α-吡喃型甘露糖和1,2糖苷键连接的吡喃型半乳糖。(2)通过SEC-MALLS-IR-ViscoStar Ⅱ联用和AFM观测研究HSIPS2多糖的构象,得到α为0.67,v为0.56,ML=334.05 nm-1,q=0.70 nm, d=0.69 nm,表明HSIPS2多糖在0.1 mol/L NaNO3溶液中的构象为柔顺链。此外,HSIPS2多糖在溶液中的链构象经原子力显微镜(AFM)观测得到了进一步证明。本研究为阐明HSIPS2多糖的构效关系提供了理论基础。

关键词：中国被毛孢多糖分离纯化抗氧化链构象 AFM

聚合物薄膜构象性质和基底效应传递的分子动力学模拟

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聚合物薄膜构象性质和基底效应传递的分子动力学模拟

作者：周云浙江理工大学

学位级别：硕士

聚合物薄膜由于应用广泛,一直以来都是高分子科学的研究热点。在实际应用中,聚合物薄膜常常附着在基底上,由于受到基底效应、链受限效应和表面效应等诸多因素影响,聚合物链在基底附近的构象和动力学性质往往偏离本体值。已有实验、理论... 详细信息

聚合物薄膜由于应用广泛,一直以来都是高分子科学的研究热点。在实际应用中,聚合物薄膜常常附着在基底上,由于受到基底效应、链受限效应和表面效应等诸多因素影响,聚合物链在基底附近的构象和动力学性质往往偏离本体值。已有实验、理论和模拟研究发现基底效应可以向薄膜内部长程传递,但其传递机制目前还没有统一的合理解释。本文采用粗粒化分子动力学方法模拟研究基底性质(吸引强度和接枝修饰)、聚合物链长和链刚性对吸附链的构象以及薄膜分子动力学的影响。全文主要包含以下三方面研究内容:(1)模拟研究了聚合物薄膜中基底吸引强度和聚合物链长对基底效应的动力学传递深度的影响。通过详细研究薄膜中不同层的聚合物链的质心均方位移,我们发现对于较长的聚合物链,吸引基底对吸附链扩散的影响距离(称为吸附聚合物链的动力学厚度)h约为1.7R(R是本体聚合物的回转半径)。对于弱吸引基底和强吸引基底,基底效应对非吸附链的动力学传递深度λ分别为2.3R和3.5R,远大于吸附层的厚度h≈1.2R。位于λ以下的吸附聚合物链和非吸附聚合物链的动力学与基底吸引强度相关。模拟结果表明基底对非吸附聚合物链的影响主要来自于吸附链的tail作用。(2)研究了聚合物链的刚性(k)和基底吸引强度对聚合物链的吸附构象以及链动力学性质的影响。模拟结果发现链刚性诱导吸附链从tail向长train转变。与柔性链不同,半刚性链在基底附近出现局域有序结构,随着k的增加,有序化范围增大。通过研究半刚性聚合物链的局域扩散,我们发现基底效应的传递不仅与吸附链构象紧密相关,还依赖于基底吸引强度。与弱吸引基底相比,强吸引基底上的tail更短,基底效应的传递距离也随之减小,但随着链刚性进一步增大,基底效应的传递深度均趋向于同一稳定值,不再与基底吸引强度相关。(3)构建了接枝链和薄膜链组成的接枝基底-聚合物薄膜模型,模拟研究了接枝密度(f)、接枝链的链长以及薄膜链的链长对基底效应传递深度的影响。结果发现随着接枝密度的增加,接枝链从“蘑菇”状向“分子刷”构象转变。接枝链与薄膜链的相互渗透程度与接枝密度f呈非单调变化,即存在最优接枝密度。通过考察薄膜链的局域扩散,我们发现接枝基底的动力学传递深度λ受接枝层厚度和接枝链与薄膜链相互渗透程度的共同影响,在临界接枝密度以上时,λ几乎与接枝密度f无关。我们还发现接枝链的链长对基底效应的传递几乎没有影响,而薄膜链的链长增加有利于基底效应向薄膜更远距离的传递。对于较长的薄膜链,基底效应具有较大的传递深度,可通过链间缠结进行解释。

关键词：分子动力学模拟聚合物薄膜传递深度链构象基底

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丝胶蛋白质在空气-水界面上的吸附

四川大学学报（工程科学版） 2002年第3期34卷 103-106页

作者：阳建斌华坚吴大诚四川大学纺织研究所四川成都610065

通过测定丝胶溶液的表面张力及其随时间的变化 ,研究丝胶蛋白质在空气 -水界面上的吸附。实验结果表明 ,丝胶溶液的浓度越高 ,其达到平衡表面张力的时间越短 ,酸性及等电点条件下时间效应减小 ,Cu2 + 、Ca2 + 能增加吸附速度。根据Gibb... 详细信息

通过测定丝胶溶液的表面张力及其随时间的变化 ,研究丝胶蛋白质在空气 -水界面上的吸附。实验结果表明 ,丝胶溶液的浓度越高 ,其达到平衡表面张力的时间越短 ,酸性及等电点条件下时间效应减小 ,Cu2 + 、Ca2 + 能增加吸附速度。根据Gibbs吸附公式 ,当丝胶溶液达到临界胶束浓度时 ,吸附在空气 -水界面上的每个丝胶分子所占的面积约 30× 10 -2 0 m2 ,说明在空气 -水界面上丝胶蛋白质的部分非极性侧链有一定程度的有序排列。

关键词：丝胶蛋白质空气-水界面表面张力吸附链构象丝胶溶液蚕丝丝素天然纤维