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脂筏微区分子的分离与重组研究

2020-12-01阅读(615)

脂筏微区分子的分离与重组研究

论文摘要

目的:提取纯化单唾液酸四己糖神经节苷脂GM1,研究物理化学因素对四元体系单层膜相变的影响,为脂筏微区分子的分离与重组研究提供理论和实验依据。方法:1.采用Folch萃取法、DEAE-SephadexA-25离子交换柱层析和硅胶吸附柱层析提取纯化GM1,通过紫外光谱、红外光谱以及原子力显微镜对其结构进行研究。2.利用LB技术得出不同条件下四元体系单层膜等温线,采用Y型提膜法制备双层膜。3.使用原子力显微镜观测LB双层膜的结构。结果:1.从1000 g牛脑湿组织中获得GM139.383 mg,纯度达71.76%,其紫外光谱在195nm处有一吸收峰。通过红外光谱研究及唾液酸含量测定,证明在提纯的产品结构中含有唾液酸分子的结构片段。利用原子力显微镜对其在水中的微观形貌进行了观察研究,在纳米尺度看到了GM1的疏水部分呈现链状结构,其亲水部分呈现环状结构。2.改变溶质浓度、亚相温度、GM1及胆固醇的浓度,得到了不同实验条件下四元体系单层膜等温线,分析了这些因素对脂筏微区超分子聚集体单层膜相变的影响:①溶质的浓度增大,相变提前;②亚相温度升高,相变延迟;③GM1浓度增加,相变明显提前;④胆固醇的含量增加,第二次相变前后膜压呈现两种相反的变化趋势,前者逐渐增加,后者逐渐减小。3.对浓度、温度、GM1含量、胆固醇含量和膜压与相变之间的关系的研究。①根据相变与浓度和膜压之间的关系,制备了LB双层膜,AFM结果表明,膜压较低时均出现了相分离现象,随着膜压的增加,这种现象完全消失;不同浓度下都出现了细丝网状结构,随着膜压的增加,细丝网状结构排列更加紧密。同种浓度下,随着膜压的增加,组成网状结构细丝的长度和宽度都减小,而随着浓度的增加,相同膜压下细丝的宽度减小,而其长度变化不明显。不同浓度不同膜压下,均出现了微区结构。②根据相变与温度和膜压之间的关系,制备了LB双层膜,AFM结果表明,膜压较低时均出现了相分离现象,随着膜压的增加,这种现象基本消失。不同温度双层膜中均有细丝结构或由细丝组成的网状结构,且均有微区结构出现,随着温度的升高,微区结构减少。温度为24.5、36.4、45.2℃时,随着膜压的增加,细丝网状结构排列更加紧密;但温度降低到15.3℃时,随着膜压的增加,细丝结构逐渐减少且演化为片层结构。③根据相变与GM1含量和膜压之间的关系,制备了LB双层膜,AFM结果表明,当GM1浓度较小时（1%）,较易形成圆形微区结构,膜压为10 mN/m时,有少量较短的条形分枝状结构存在于双层膜中,随着膜压的增z加,条形分枝状结构逐渐消失,微区结构逐渐增加,有些微区间发生了相互融合;当GM1浓度为5%,双层膜中可以观察到细丝分枝状结构及少量的微区结构,但微区结构有向条形枝状结构转化的趋势,随着膜压的增加,这种趋势更加明显;GM1浓度为10%,出现了大量的细丝网状结构及少量的微区结构,随着膜压的增加,细丝网状结构排列更加紧密,微区结构出现了相互融合现象。④根据相变与胆固醇含量和膜压之间的关系,制备了LB双层膜,AFM结果表明,胆固醇含量为10%、20%,膜压为10、30、38 mN/m时双层膜均出现了相分离,双层膜中有大量的条形枝状结构、少量的细丝网状结构及微区结构。膜压为38 mN/m时,双层膜的排列较膜压为30 mN/m时更为疏松。胆固醇含量为20%时,结构的排列较含量为10%时更加紧密。当胆固醇含量为30%时,膜压为10、30 mN/m时均出现了相分离,且有微区结构出现,这时双层膜中出现了大量的细丝网状结构,随着膜压的增加,形成了更加致密的双层膜结构,且有些微区结构发生了相互融合。结论:溶质浓度、亚相温度、GM1及胆固醇的浓度对脂筏微区超分子聚集体的相变行为及结构均有一定的影响。当溶质的浓度增大时,亚相上的分子数随之增多,分子间的距离减小,分子间的超分子作用力增强,分子有序性增加,相变提前;温度增加,分子有序簇集体稳定性被减弱,使分子的布朗运动加剧导致体系混乱度（熵）增加,所以分子之间的超分子作用力减小;GM1多羟基、多酰胺键的特殊结构可与其它组分之间发生较强的氢键作用;胆固醇的双重作用赋予了它特殊的功能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 脂筏
  • 1.1.1 脂筏的定义及研究进展
  • 1及其作用'>1.1.2 脂筏中单唾液酸四已糖神经节苷脂GM1及其作用
  • 1.1.3 研究物理化学因素对脂筏微区超分子聚集体结构影响的目的及意义
  • 1.2 Langmuir-Blodgett（LB）膜技术简介
  • 1.2.1 LB膜的基本原理
  • 1.2.2 LB膜的制备方法
  • 1.2.3 LB膜技术的应用
  • 1.3 原子力显微镜（Atomic Force Microscopy,AFM）技术简介
  • 1.3.1 原子力显微镜的基本原理
  • 1.3.2 原子力显微镜的组成部分
  • 1.3.3 原子力显微镜的成像模式、特点及检测图像分析
  • 1.3.4 原子力显微镜的功能
  • 1.3.5 原子力显微镜的优点
  • 1.3.6 原子力显微镜的应用
  • 第二章 神经节苷脂的提取及红外紫外光谱分析和其多聚体结构的原子力显微镜观测
  • 2.1 引言
  • 2.2 主要试剂及仪器
  • 2.3 实验方法
  • 2.4 实验结果与讨论
  • 2.4.1 Folch分配次数与上层水相神经节苷脂含量的关系
  • 2.4.2 Gls含量及纯度测定结果
  • 2.4.3 纯化Gls的紫外光吸收曲线
  • 2.4.4 纯化Gls的红外吸收光谱
  • 2.4.5 神经节苷脂的原子力显微镜分析
  • 2.4.6 结论
  • 第三章 单唾液酸四已糖神经节苷脂结构的光谱分析及原子力显微镜研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 主要试剂及仪器
  • 3.3 实验方法
  • 3.4 实验结果与讨论
  • 3.4.1 Folch分配次数与上层水相中神经节苷脂含量的关系
  • 3.4.2 DEAE-Sephadex A-25离子交换柱层析
  • 3.4.3 硅胶吸附柱层析
  • 1纯度测定结果'>3.4.4 Gls含量及GM1纯度测定结果
  • 1的红外吸收光谱'>3.4.5 GM1的红外吸收光谱
  • 1的紫外光吸收曲线'>3.4.6 GM1的紫外光吸收曲线
  • 1的原子力显微镜分析'>3.4.7 GM1的原子力显微镜分析
  • 3.5 结论
  • 第四章 物理化学因素对脂筏微区超分子聚集体结构的影响
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验材料、仪器与方法
  • 4.2.1 材料、试剂与主要仪器
  • 4.2.2 实验方法
  • 4.2.2.1 单分子膜π-A曲线的测定
  • 4.2.2.2 LB膜的制备
  • 4.2.2.3 LB膜的原子力显微镜观测
  • 4.3 结果与讨论37
  • 4.3.1 四元系统脂筏微区超分子聚集体单层膜相变行为的分析
  • 4.3.2 物理化学因素对脂筏微区超分子聚集体单层膜相变行为影响研究
  • 4.3.2.1 浓度对四元系统单层膜相变行为的影响
  • 4.3.2.2 温度对四元系统单层膜相变行为的影响
  • 4.3.2.3 胆固醇含量对四元系统单层膜相变行为的影响
  • 1含量对四元系统单层膜相变行为的影响'>4.3.2.4 GM1含量对四元系统单层膜相变行为的影响
  • 4.3.2.5 小结
  • 4.3.3 四元系统脂筏微区超分子聚集体LB膜的AFM观测
  • 4.3.3.1 加入亚相界面上60 μL溶液,四元系统LB膜的AFM观测
  • 4.3.3.2 物理化学因素对脂筏微区超分子聚集体LB膜结构的影响
  • （1） 浓度对四元系统LB膜影响的AFM观测
  • （2） 总结
  • （3） 温度对四元系统LB膜影响的AFM观测
  • （4） 总结
  • （5） 单唾液酸四已糖神经节苷脂对四元系统LB膜影响的AFM观测
  • （6） 总结
  • （7） 胆固醇对四元系统LB膜影响的AFM观测
  • （8） 总结
  • 4.3.3.3 小结
  • 第五章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士期间研究成果

    • 相关论文文献

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