聚谷氨酸/聚乙烯醇水凝胶的制备及其性能表征(2)
2.4.1 种子活化 - 5 -
2.4.2 固体培养法 - 6 -
2.5 提取方法 - 6 -
2.6 γ-聚谷氨酸/聚乙烯醇水凝胶的制备 - 6 -
2.7 水凝胶的分子特征检测 - 7 -
2.8 水凝胶的溶胀特性测试 - 7 -
2.8.1 水凝胶的pH敏感性测试 - 7 -
2.8.2 水凝胶的溶胀动力学测试 - 7 -
2.8.3 水凝胶的溶胀-消溶涨特性测试 - 7 -
2.8.4 水凝胶的保水率测试 - 8 -
2.9 水凝胶的机械性能测试 - 8 -
3 结果与讨论 - 9 -
3.1 水凝胶的分子特征 - 9 -
3.2 水凝胶的溶胀特征 - 9 -
3.3 水凝胶在酸性溶液中的溶胀动力学 - 11 -
3.4 水凝胶的溶胀-消溶胀特性 - 12 -
3.5 水凝胶的机械性能 - 13 -
4 结论 - 16 -
5 心得与展望 - 17 -
致谢 - 18 -
参考文献 - 19 -1 绪论
1.1 γ-聚谷氨酸的性质
γ-PGA是一种不寻常的阴离子异形肽，目前的初步研究认为它的基本骨架是由γ-酰胺键连接而成的直链纤文分子，没有典型的肽链结构，也不是一种环状多肽，链之间存在大量氢键。杨革等研究表明了γ-PGA是α-螺旋和β-折叠含量都较多的生物大分子，γ-PGA形成的宏观结构为非晶态，其链分子排列取向大致与γ-PGA轴平行，不过排列的规则性较差，结合较为松弛。γ-聚谷氨酸主链上含有大量游离羧基，可发生交联、螯合、衍生化等反应，具有强水溶性、生物相容性、生物降解性等。γ-聚谷氨酸分子链上具有大量侧链羧基，可在分子内部或分子之间形成氢键，因此具有极高的吸水性和保湿性。此外，聚谷氨酸具有良好成膜性、成纤文性、可塑性、粘结性等独特的理化和生物学特性，是一种绿色生物大分子材料，可食用，对人体和环境无毒害。
1.1.1 吸水特性
由于γ-PGA极易溶于水，因此其具有很好的吸水特性。γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。
1.1.2 生物降解性
生物可降解性是γ-PGA的特性之一。所有γ-PGA产生菌株都可以以γ-PGA作为营养源进行生长。
1.1.3 γ-PGA的水解特性
γ-PGA的水溶液在10mL、浓度为6mol/L的HC1中，抽真空封口，105℃的烘箱的条件下可以水解为谷氨酸。吕莹等的研究表明，水解17h、25h、48h的结果一致。此特性可用于γ-PGA纯度的测定。
1.2 γ-聚谷氨酸研究国内外研究现状概述
1.2.1 γ-聚谷氨酸的简介
γ-聚谷氨酸（γ-Polyglutamic acid，简称γ–PGA）最早由Ivanovic[1]等发现于1937年存在于炭疽芽孢杆菌的细胞荚膜中，是荚膜的主要组成成分之一。随后，在1946年有人报道了炭疽芽孢杆菌中聚谷氨酸的分布及简要性质，此后，很多学者在Bacillus属的几种菌中确定γ-聚谷氨酸的生产和分泌。
γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是一种可由微生物大量生物合成的氨基酸聚合物，它由D-型或L-型谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成，结构式如图1。微生物合成的γ-PGA是一种水溶性的可生物降解的生物高分子，通常它由5000个左右谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在10万-100万。γ-PGA及其衍生物可广泛用作药物缓释材料，土壤、沙地的蓄水保水剂，食品的水凝胶以及高强度纤文等。近年来，γ-PGA受到了世界上许多国家的关注，可以预见，这种来自生物质的可降解功能材料的生产及应用将会获得更大的发展。
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