聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸-3-羟基己酸)的生物合成和表征

摘要

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类生物可降解的热塑性材料,在人们生活的各个方面有着广泛的应用前景。研究表明同时包含有短链PHA和中长链PHA的共聚物可以很好的互相弥补二者的不足,提高材料的特性。
　　本文利用包含phaAB基因的重组嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila4AK4以十二酸和丙酸做为两种基本碳源,生产共聚物PHA材料P(3HB-co-3HV-co-3HHx)。在摇瓶实验中,当添加的丙酸的终浓度从1g/L增加到30g/L时,细胞干重CDW(g/L),三聚物P(3HB-co-3HV-co-3HHx)的百分含量(％)以及3HV组分的摩尔百分比(mol%)的变化幅度分别在0.43到3.29g/L,20.7%到35.6%,2.3mol%到7.1mol%之间;P(3HB-co-3HV-co-3HHx)的数均分子量(Mn)是303,000到800,000道尔顿,并且与材料中各组分的具体含量没有任何关系;当初次添加丙酸的时间从0 h增加到30 h时,细胞干重CDW(g/L)和三聚物P(3HB-co-3HV-co-3HHx)的百分含量(%)变化幅度分别在0.825到5.641g/L,5.2%到37.7%之间,但是3HV组分的摩尔百分比(mol%)在0h的时候最高,达到3.2mol%,12h以后的3HV组分的摩尔百分比变化不大。利用凝胶液相色谱分析仪(GPC)、热重分析仪(TGA)、核磁共振波谱仪(NMR)、示差扫描量热仪(DSC)、气相色谱仪(GC)和万能力学测试机等各种高分子材料表征手段对新型三聚物材料进行表征,随着3HV组分从1.2mol%增加到5.4mol%,P(3HB-co-3HV-co-3HHx)的5%热分解温度从248.5℃增加到273.1℃,要高于一、二代的PHA生物材料如聚3-羟基丁酸酯(PHB)的226.6 oC,3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物P(3HB-co-5mol%3HV)的223.8℃以及3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚物P(3HB-co-12mol%3HHx)的239.4℃;随着P(3HB-co-3HV-co-3HHx)中3HHx组分的含量从10.7mol%增加到13.4mol%,三聚物材料的断裂伸长率也从276.9%增加到481.1%,比PHB、P(3HB-co-3HV)、P(3HB-co-3HHx)都要大,说明三聚物材料有着更广泛的应用前景。

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第一章 绪论

1.1聚羟基脂肪酸酯(PHA)概述

1.2 PHA的生物合成途径

1.3 与PHA代谢相关的酶和蛋白

1.4 PHA的发酵生产

1.5 SCL-MCL PHA的研究现状与展望

1.6 论文工作的目的和意义

第二章 实验材料与实验方法

2.1实验材料

2.2仪器和设备

2.3 实验方法

第三章 结果与讨论

3.1四种重组嗜水气单胞菌合成P(3HB-co-3HV-co-3HHx)能力的比较

3.2添加的丙酸时间对三聚物的影响

3.3 丙酸的加入量对P(3HB-co-3HV-co-3HHx)发酵的影响

3.4 小罐中P(3HB-co-3HV-co-3HHx)发酵过程的优化控制

3.5含有不同3HV组分比例的共聚物材料的比较

3.6 P(3HB-co-3HV-co-3HHx)的生物降解性初步测试

第四章 结论

参考文献

附录

致谢