磁性超濾膜分離多糖的研究.pdf

1、近年來,多糖類物質(zhì)的日益成為新的研究熱點(diǎn),其分離技術(shù)、結(jié)構(gòu)分析以及生物活性研究日益深入。超濾是應(yīng)用最為廣泛、成熟的一類膜分離技術(shù),由于其分離效率高、無相變、不損害生物活性,所以特別適合多糖類物質(zhì)的分離純化。本文將合肥工業(yè)大學(xué)發(fā)明的磁性約束膜首次應(yīng)用于多糖類物質(zhì)的超濾分離,對(duì)其分離效果以及機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,并且對(duì)分離產(chǎn)物羊肚菌多糖進(jìn)行了部分結(jié)構(gòu)表征,得到以下結(jié)論:
　　1.使用相轉(zhuǎn)化法制備了Psf-Fe3O4磁性復(fù)合膜,制膜液的組

2、成為:聚砜(Psf)15％,N,N-二甲基酰胺(DMF)83％,聚乙二醇400(PEG400)2％,并添加粒徑20nm的Fe3O4納米粒子(2g/100mL)。
　　2.通過對(duì)磁性膜的表征表明:磁性膜截留分子量大約20000Da。Fe3O4納米粒子的加入使Psf-Fe3O4磁性復(fù)合膜的孔隙率大于普通Psf膜,并且使膜的剛性增強(qiáng)。掃描電鏡觀察結(jié)果表面,Fe3O4納米粒子在膜中分布基本均勻,磁性膜斷面為典型的海綿狀結(jié)構(gòu)。
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3、.抗磁性物質(zhì)——標(biāo)準(zhǔn)葡聚糖的磁性膜超濾實(shí)驗(yàn)表明,膜孔在磁場(chǎng)下的幾何形變作用會(huì)對(duì)截留率產(chǎn)生影響,其機(jī)理可能為:①納米Fe3O4粒子的磁致伸縮效應(yīng)使得其粒子尺寸發(fā)生改變,從而造成膜孔變形。②分布在膜中的納米Fe3O4粒子在外加磁場(chǎng)下發(fā)生扭轉(zhuǎn),膜的表皮層和膜孔發(fā)生變形。③分布在膜內(nèi)的納米Fe3O4粒子以兩種狀態(tài)存在——沉積粒子和包裹粒子,形成一個(gè)交互作用機(jī)制。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)的時(shí)候一種起主要作用,膜孔徑向一個(gè)方向變化;磁場(chǎng)強(qiáng)度超出這個(gè)范

4、圍以后則另一種起主要作用,膜孔徑向相反的方向變化。
　　4.帶電物質(zhì)——硫酸軟骨素的磁性膜超濾實(shí)驗(yàn)表明,截留率的變化受到磁場(chǎng)約束作用影響:①帶負(fù)電的硫酸軟骨素分子在復(fù)合磁場(chǎng)作用下以螺旋運(yùn)動(dòng)通過磁性膜,從而減弱了膜的吸附作用以及其在膜邊界的濃差極化,使硫酸軟骨素分子更容易透過超濾膜。
　?、趲в写罅控?fù)電荷的硫酸軟骨素分子,在外磁場(chǎng)作用下也會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)磁場(chǎng),可以看作是一個(gè)個(gè)小磁體,它們受到磁場(chǎng)的吸引更容易透過Psf-Fe3O4膜。

5、③帶電分子硫酸軟骨素具有電偶極距,在磁場(chǎng)中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),硫酸軟骨素分子的轉(zhuǎn)動(dòng)使其更易透過超濾膜。
　　5.對(duì)不同類別超濾膜分離效率以及抗污染性能的比較表明,磁性膜超濾系統(tǒng)分離量大、膜通量高,通過調(diào)節(jié)外加磁場(chǎng)能夠顯著的改變對(duì)多糖分子的截留率,同時(shí)抗污染能力較強(qiáng)。
　　6.羊肚菌發(fā)酵培養(yǎng)液中的胞外多糖在磁場(chǎng)強(qiáng)度0.4T下超濾能取得較好的分離效果,經(jīng)Superdex-75分子篩層析進(jìn)一步純化,收集得到兩個(gè)組分,分別命名為MEP-Ⅰ和M

6、EP-Ⅱ。
　　7.MEP-Ⅰ和MEP-Ⅱ的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)初步研究表明:MEP-Ⅰ和MEP-Ⅱ兩個(gè)組分的總糖含量分別為88.6％和85.3％,蛋白含量分別為6.8％和8.6％,分子量分別為5.85×105Da和4.22×103Da;兩個(gè)組分均呈單一組分,沒有典型的核酸和蛋白質(zhì)等吸收峰;糖苷鍵主要為β-吡喃糖糖苷鍵;MEP-Ⅰ的單糖組成及摩爾比為:阿拉伯糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=0.7:2.8:24.8:1.0;MEP-Ⅱ的單糖組成及