粘土矿物负载牛血清白蛋白的研究

摘要

本文以钠基蒙脱石、凹凸棒石和水滑石为研究对象，钠基蒙脱石和凹凸棒石采用自然沉降法提纯后钠化、酸化处理，水滑石采用水相沉淀热结晶的方法制备，研究对BSA负载量的影响。并分别探讨了pH值、BSA初始浓度以及偶联剂浓度对负载BSA的影响，并通过XRD、FT-IR分析负载BSA后结构的变化。
　　通过XRD和TEM分析，处理后的钠基蒙脱石和凹凸棒石的杂质含量明显减少。通过XRD分析，制备出的水滑石晶相单一，晶体结构一致，晶面生长的有序程度较高，结晶度较好。
　　钠基蒙脱石对BSA的负载量随着pH值的增大逐渐减小，而在pH值为8.0时钠基蒙脱石对BSA的负载量又有所回升。钠基蒙脱石对BSA的负载量的变化随着BSA初始浓度的增大分为三个阶段，负载量先迅速增大，之后保持在某一负载量作用浮动不大，再继续增大，但是增大的速度变缓慢。偶联剂对钠基蒙脱石负载BSA的影响显著，在KH570和戊二醛浓度分别为2％和6%时，钠基蒙脱石对BSA的负载量都达到了最大值。由XRD图可以看出钠基蒙脱石的层间距d001增大了，由1.25 nm增大到了3.4 nm左右；由FT-IR图可以看出负载BSA后的钠基蒙脱石中出现了蛋白质分子的酰胺基团的特征峰。这两种表征方法都说明了BSA进入了钠基蒙脱石层间，引起了钠基蒙脱石结构的变化。
　　凹凸棒石对BSA的负载量随着pH值的增大逐渐减小，在pH值为3.8时负载量达到最大值为132.45 mg·g-1。凹凸棒石对BSA的负载平衡时间约为6 h。BSA初始浓度从0~6.0 g·L-1凹凸棒石对BSA的负载量迅速增大，大于12 g·L-1后凹凸棒石对BSA的负载量基本不变。当偶联剂戊二醛和KH570浓度达到2%时，凹凸棒石对BSA的负载量均达到最大值，分别为79.26 mg·g-1和83.21 mg·g-1。由XRD图可以看出，BSA没有改变凹凸棒石的结构；FT-IR分析表明凹凸棒石负载BSA后有微小变化，说明只负载到了凹凸棒石表面上。
　　水滑石对BSA的负载量在pH值为6.2时达到最大值为56.82 mg·g-1。水滑石对BSA的负载量大约在6h时吸附达到平衡；水滑石对BSA的负载量在初始浓度0~6.0 g·L-1之间急速上升，大于9.0 g·L-1后负载量上升速度变缓。两种偶联剂戊二醛和KH570都使负载量有所增大，最大负载量分别为67.65 mg·g-1和74.35 mg·g-1，与戊二醛相比，KH570对负载量的影响更显著。由XRD图可以看出，BSA没有改变水滑石的层状结构；FT-IR分析表明水滑石负载BSA后有微小变化，说明只负载到了水滑石表面上。
　　pH值对三种粘土矿物负载 BSA的影响各不相同，但是钠基蒙脱石、凹凸棒石都是在pH值为3.8时达到最大值，而水滑石是在pH值为6.2时达到最大值。对比三种粘土矿物对BSA的负载量，钠基蒙脱石对BSA的负载量最大。在BSA初始浓度为20.0 g·L-1时，钠基蒙脱石、凹凸棒石和水滑石对 BSA的负载量分别为907.36 mg·g-1、167.83 mg·g-1、74.52 mg·g-1；钠基蒙脱石对BSA的负载量是凹凸棒石的5.4倍，水滑石的12.2倍。与钠基蒙脱石相比，凹凸棒石和水滑石对BSA的负载量非常小。

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Contents

1 绪论

1.1 粘土矿物简介

1.2 蛋白质的结构、组成及功能

1.3 粘土矿物蛋白质复合材料的研究现状

1.4 课题的目的、意义以及研究内容

2 实验试剂、设备及表征方法

2.1 实验试剂

2.2 实验仪器

2.3 主要测试表征手段

2.4 Folin-酚法测定蛋白质含量

2.5 缓冲溶液的配制

3 钠基蒙脱石负载牛血清白蛋白的研究

3.1 实验原料与预处理

3.2 钠基蒙脱石负载BSA的实验方法

3.3 工艺条件对钠基蒙脱石负载BSA的影响

3.4 BSA/钠基蒙脱石的结构分析

3.5 本章小结

4 凹凸棒石负载牛血清白蛋白的研究

4.1 实验原料与预处理

4.2 凹凸棒石负载BSA的实验方法

4.3 工艺条件对凹凸棒石负载BSA的影响

4.4 BSA/凹凸棒石的结构分析

4.5 本章小结

5 水滑石负载牛血清白蛋白的研究

5.1 水滑石的制备方法

5.2 水滑石负载BSA的实验方法

5.3 工艺条件对水滑石负载BSA的影响

5.4 BSA/水滑石的结构分析

5.5 本章小结

6 三种粘土矿物负载牛血清白蛋白的对比

6.1 引言

6.2 粘土矿物种类对牛血清白蛋白负载量的对比研究

6.3 粘土矿物负载牛血清白蛋白前后的结构变化的对比研究

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 主要创新点

7.3 问题与展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献