对κ-卡拉胶，结冷胶和甲基纤维素溶胶凝胶转变/构象转变的研究

摘要

多糖是自然界含量最丰富的物质之一，用途十分广泛。凝胶特性和生物活性是多糖的两大最主要性质。多糖的结构及其在溶液中的构象决定着这两大性质也决定着多糖的应用领域甚至是加工提纯。另外由于多糖应用的领域非常广泛，在复杂的体系中，了解第三组分对多糖结构和性能的影响能加深我们对于多糖的认识和对多糖的应用。本文对κ-卡拉胶，低乙酰型结冷胶（gellan）及甲基纤维素(MC)的构象进行了研究。 本文首先测定了不同浓度的SDS与κ-卡拉胶-亚甲基兰体系的UV-vis光谱和热性质并与SDS－κ-卡拉胶体系的流变行为进行对照。发现SDS随浓度不同基本以两种方式影响κ-卡拉胶的溶胶－凝胶转变，低浓度时（C≤5mM）SDS通过微弱的盐析作用使κ-卡拉胶的凝胶起始温度略微提前0.3oC；当C>5mM时，SDS开始聚集并进而形成胶束，从而显著影响κ-卡拉胶的溶胶－凝胶转变，使转变温度滞后。文中讨论了SDS对κ-卡拉胶作用方式和作用机理可能为同种电荷之间的静电排斥作用、对K+的竞争和疏水作用。 其次，利用电化学方法研究了带有羧基的聚阴离子多糖gellan在稀溶液中的coil-helix构象转变。通过测定gellan稀溶液和相应溶剂的电导率，以及以自由基4-氨基-Tempo为探针测定gellan稀溶液中各组分的扩散系数-温度方程，得到对离子K+在gellan稀溶液和溶剂中扩散系数的比值DPE/Do随温度的变化。该比值的变化反映出gellan在发生构象转变时分子链上电荷密度的变化，从而监测到了gellan随温度变化在15-22℃之间发生的构象转变。并将结果与文献报道的电化学方法测定带有强电解质硫酸基的多糖κ-卡拉胶的构象转变结果进行了对比，该结果拓展了电化学在多糖构象转变方面的研究。 最后，本文尝试对MC整个溶胶-凝胶转变过程进行电化学表征，试图通过在电极表面覆盖半透膜的方法仅限制MC大分子而不限制探针小分子在电极表面附近的扩散，使MC即使在低温下溶胶状态时也不至于扩散到溶液中去，进而用电化学方法表征MC的溶胶-凝胶转变全过程。然而由于市售的半透膜为再生纤维素或者纤维素酯构成，有着和MC类似的结构，造成了信噪比小在现有的条件下难以通过上述方法确定MC的溶胶凝胶转变温度。不过此次尝试为今后进一步开展电化学对MC溶胶-凝胶转变的研究奠定了基础。