改性油菜秸秆纤维素对蛋白质吸附性能的研究

【摘要】：蛋白质对生物体而言具有十分重大的意义。人们迫切需要了解蛋白质的奥秘,以便将其应用于科学研究和生产、生活等方方面面。然而,基于生物分子的特性,自然界能够提供稳定并且纯粹的蛋白质的种类很少,因此,需要探寻对更高纯度和更优质量蛋白质进行提取、分离纯化工作的方法研究。用吸附方法分离和纯化蛋白质,处理时间短,方法简单易行,成本低廉,已获得广泛应用。本文选用农产品废弃物—油菜秸秆纤维素作为原料,对其进行酸碱活化处理或通过化学反应在其表面引入特异性小分子制备成不同种类的吸附剂,进而考察其对溶菌酶、牛血清白蛋白、牛血红蛋白等相关蛋白质的吸附,具体研究如下所述:1.以二甲基甲酰胺为交联剂,磷酸为修饰剂,制备一种新型油菜秸秆纤维素生物吸附剂。用红外光谱、透射电子显微镜及X射线光电子能谱,对油菜秸秆纤维素和磷酸化油菜秸秆纤维素吸附剂进行表征。研究了油菜秸秆纤维素粉改性前后对溶菌酶的吸附,包括吸附溶液的pH,溶菌酶的初始浓度,吸附时间,温度及NaCl的浓度等因素对吸附的影响。结果表明,在温度25℃,pH值7.4,吸附时间8h的条件下,磷酸化油菜秸秆纤维素粉微球对溶菌酶的吸附容量为451.71 mg·g-1,原始未修饰油菜秸秆纤维素粉对溶菌酶的吸附容量达到332.43 mg·g-1。在优化条件下用修饰吸附剂从鸡蛋清中分离纯化溶菌酶,纯化倍数为19.8,收得率为51.3%。2.研究了油菜秸秆纤维素粉磷酸改性前后,溶液的pH、吸附时间、初始浓度、温度和离子强度等因素对牛血清白蛋白(BSA)的吸附的影响。结果表明,在25℃,pH 5.0(原始纤维素)、pH=6.0(改性后纤维素),吸附时间20 h的条件下,磷酸化油菜秸秆纤维素粉对BSA的吸附容量为127.39 mg.g-1,同时,未修饰油菜秸秆纤维素粉对牛血清白蛋白的吸附容量达到68.98 mg.g-1,改性性能较为良好,属于单分子层吸附。同样也研究了油菜秸秆纤维素粉改性前后对牛血红蛋白(BHb)吸附的影响。结果表明,在25℃,pH 5.0,吸附时间20 h的条件下,磷酸化油菜秸秆纤维素粉微球对BHb的吸附容量为253.77 mg.g-1,而未修饰油菜秸秆纤维素粉微球对BHb的吸附容量为213.75 mg.g-1。改性后提高了对BHb的吸附性能,属于单分子层吸附。3.以油菜秸秆纤维素粉为原料,经过碱处理制备了新型生物质吸附剂,用红外光谱及X射线光电子能谱,对碱化油菜秸秆纤维素吸附剂进行表征。比较了它们与未碱化纤维素对溶菌酶的吸附性能,确定了最佳的吸附和洗脱条件。结果表明,在温度25℃,pH值7.4,吸附时间8 h的条件下,碱化油菜秸秆纤维素粉微球对溶菌酶的吸附容量达到702.7 mg·g-1。在优化条件下用碱处理吸附剂从鸡蛋清中分离纯化溶菌酶,纯化倍数为23.44,收得率为60.8%。4.研究了油菜秸秆纤维素粉碱化前后溶液的pH、吸附时间、BSA的初始浓度、温度和离子强度等因素对BSA的吸附的影响。结果表明,在25℃,pH=5.0(原始纤维素)、pH=6.0(改性后纤维素),吸附时间20 h的条件下,碱化油菜秸秆纤维素粉微球对BSA的吸附容量为147.39 mg·g-1,属于单分子层吸附,获得较好改性性能。同样也研究了油菜秸秆纤维素粉碱性改性前后溶液的pH、吸附时间、BHb的初始浓度、温度和离子强度等因素对BHb的吸附的影响。结果表明,在25℃,pH 4.0,吸附时间15 h的条件下,磷酸化油菜秸秆纤维素粉微球对BHb的吸附容量为307.9 mg·g-1。改性过程属于单分子层吸附,获得较好改性性能。5.附录研究了以油菜秸秆为原料提取天然的纤维素;合成了离子液体1-烯丙基,3-甲基氯代咪唑,用红外光谱进行表征;正交试验探讨最佳溶解反应条件,以马来酸酐为修饰剂制备新型油菜秸秆纤维素粉,用于吸附溶菌酶。 【关键词】：油菜秸秆 修饰 磷酸化 碱化 溶菌酶 牛血清白蛋白 牛血红蛋白
【学位授予单位】：中南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O647.3
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 蛋白质分离与纯化11-13
• 1.1.1 蛋白质的结构和功能11-12
• 1.1.2 蛋白质分离和纯化的意义12
• 1.1.3 蛋白质分离和纯化的方法12-13
• 1.2 油菜秸秆、纤维素及离子液体13-15
• 1.2.1 油菜秸秆的来源、结构和用途13-15
• 1.2.2 离子液体及其在纤维素溶解和功能化方面的研究15
• 1.3 油菜秸秆改性吸附剂吸附蛋白所面临的问题15-16
• 1.4 选题背景及主要研究内容16-18
• 1.4.1 选题背景16
• 1.4.2 主要研究内容16-18
• 第2章 磷酸化油菜秸秆纤维素的制备及对溶菌酶的吸附18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-21
• 2.2.1 实验仪器和试剂18-19
• 2.2.2 实验方法19-21
• 2.3 结果与讨论21-31
• 2.3.1 表征21-24
• 2.3.2 吸附剂对溶菌酶的吸附条件实验24-31
• 第3章 磷酸化油菜秸秆粉对牛血清白蛋白和牛血红蛋白的吸附31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 实验部分31-32
• 3.2.1 仪器试剂31-32
• 3.2.2 实验方法32
• 3.3 吸附剂对牛血清白蛋白的吸附条件实验32-37
• 3.4 牛血红蛋白的吸附37-41
• 3.5 结论41-42
• 第4章 碱化油菜秸秆纤维素对溶菌酶的吸附42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-43
• 4.2.1 仪器试剂42
• 4.2.2 实验方法42-43
• 4.3 结果与讨论43-49
• 4.3.1 吸附剂的表征43-44
• 4.3.2 吸附剂对溶菌酶的吸附条件实验44-49
• 4.4 小结49-50
• 第5章 碱化油菜秸秆粉对牛血清白蛋白和牛血红蛋白的吸附50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 实验部分50-51
• 5.2.1 仪器试剂50
• 5.2.2 实验方法50-51
• 5.3 吸附剂对牛血清白蛋白的吸附条件实验51-55
• 5.4 吸附剂对牛血红蛋白的吸附条件55-59
• 5.5 结论59-60
• 第6章 离子液体均相修饰纤维素及对溶菌酶的吸附60-69
• 6.1 引言60
• 6.2 仪器与试剂60
• 6.3 方法和步骤60-61
• 6.4 结果与讨论61-68
• 6.4.1 吸附剂的表征61-64
• 6.4.2 吸附纤维素正交试验64-65
• 6.4.3 吸附剂对溶菌酶的吸附条件实验65-68
• 6.5 小结68-69
• 全文总结69-71
• 参考文献71-80
• 致谢80-81
• 附录A：攻读学位期间所发表的学术论文目录81

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