猪皮胶原在离子液体双水相([Bmim]BF_4-K_2HPO_4)中的溶解性研究(续)

以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料,丙酮为溶剂,采用两步法合成目标离子液体[Bmim]BF_4。将[Bmim]BF_4、K_2HPO_4和去离子水混合形成离子液体双水相体系用于溶解猪皮皮粉。研究了影响该双水相体系对猪皮皮粉溶解能力的因素。发现盐K_2HPO_4为0. 25g,温度为62℃,离子液体质量为2. 00g,且当猪皮皮粉的质量分数为14%时,溶解率可达13. 12%,溶解效果高于传统的提取方法(酸、碱、酶法),且离子液体回收率高。使用傅里叶变换红外光谱仪、热失重等多种仪器分别表征胶原蛋白溶解前后的结构变化,结果表明,其过程是胶原先充分溶胀后再溶解;溶解出胶原的质量明显较(酸、碱、酶法)传统方法处理的量高。皮粉经溶解再生后,其再生胶原呈无规卷曲构象,主体结构仍然是以结晶结构为主体的胶原蛋白。但是,因离子液体的结构与性质,溶解过程削弱胶原蛋白分子之间的氢键(对胶原蛋白的二级结构造成影响)。试验结果显示采用离子液体双水相提取胶原方法,是一种极具深入研究价值的新方法。     

[Bmim]Cl双水相体系对猪皮皮粉溶解性能的研究

实验以溴代正丁烷和N-甲基咪唑为原料,丙酮为溶剂合成目标离子液体氯化1–丁基–3–甲基咪唑([Bmim]Cl)。将合成的[Bmim]Cl、盐和去离子水混合形成离子液体双水相体系,并溶解猪皮皮粉。讨论不同种类的盐和不同质量分数的猪皮皮粉溶于猪皮皮粉溶于离子液体双水相体系的溶解情况。通过研究发现双水相体系中,盐为K2HPO4且浓度为65.5 mg/mL时溶解猪皮胶原情况最好,平且当猪皮皮粉的质量分数为10%时,溶液已经达到饱和。用傅里叶红外光谱仪对回收的离子液体以及猪皮胶原再生膜进行红外分析,观察得到回收的离子液体的较好,猪皮皮粉溶解前后胶原二级结构未发生变化。     

离子液体双水相萃取高效液相法检测青霉素G

建立了离子液体双水相萃取结合柱前衍生测定青霉素G的检测方法。由离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim]BF_4和(NH_4)_2SO_4构成离子液体双水相体系萃取衍生后的青霉素G,并采用高效液相色谱对其进行检测。考察了离子液体与盐不同浓度组成对萃取效率的影响。结果表明,萃取率受[Bmim]BF_4和(NH_4)_2SO_4的浓度影响,当体系中[Bmim]BF_4的质量分数达到30%、(NH_4)_2SO_4的质量分数在24.72%-33.11%之间时,萃取率可达到93.21%±1.42%(n=6),定量下限(LOQ)为97μg/mL。这一体系能够有效地萃取并检测青霉素G,具有很高的灵敏度和萃取率。     

皮革废弃物中胶原蛋白的提取研究进展

综述了从皮革废弃物中提取胶原蛋白的酸法、碱法、酶法等传统方法,同时介绍了离子液体提取胶原蛋白方法的研究进展。     

猪皮胶原蛋白在1-丁基-3-甲基氯代咪唑中的溶解性能

合成了1-丁基-3-甲基氯代咪唑([Bmim]Cl)离子液体,利用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,将其作为溶剂,溶解不同质量的废弃猪皮胶原蛋白粉.通过普通水浴加热,微波辐射水浴加热和微波直接辐射加热三种方式研究了离子液体对胶原蛋白的溶解能力,对不同质量浓度的溶液进行傅里叶变换红外测定,分析溶液中的胶原蛋白结构的变化,最后,对溶液进行再生得到皮胶原蛋白膜,并进行红外分析.实验结果表明,猪皮胶原的溶解程度和加热方式、温度、时间等参数密切相关.在室温至70 ℃范围内,在三种加热方式中,微波加热溶解程度优于水浴加热溶解程度;在5%、8%质量分数的溶液中,微波、水浴和微波水浴加热方式下,随着温度升高,溶解度增大;加热时间增长,溶解效果增加,最大溶解度可达10%;此外,猪皮胶原蛋白在离子液体中有稳定性,在溶解与再生前后蛋白质结构未发生变化.     

响应面分析法优化离子液体双水相提取香樟叶中总黄酮的工艺条件

利用离子液体([Bmim]BF_4)双水相提取香樟叶中的黄酮,首先确定稳定的双水相体系,在单因素试验基础上,选择浸提时间、浸提温度、溶液pH为影响因子,应用Box-Benhnken中心组合法进行3因素3水平试验设计,以香樟叶总黄酮得率为响应值,进行响应面分析,利用Al(NO_3)_3-NaNO_2-NaOH分光光度法测定黄酮的含量。研究结果表明:稳定的离子液体双水相体系:成相盐为硫酸铵,加入量为0.8 g,[Bmim]BF_4与水的体积比为2:2;响应面分析法的优化提取条件:0.1 g的香樟叶粉末时,得出对黄酮提取率影响大小的因素依次为提取时间、提取温度、pH,最佳浸提条件为:浸提时间3.70 h,浸提温度82℃,pH为9.60,在此条件下黄酮提取率达10.62%。同时建立了离子液体双水相提取香樟叶叶总黄酮的二次数学模型,对目标产物提取具有良好的预测作用,为该体系的放大实验或规模化生产提供理论指导。     

响应面法优化离子液体双水相萃取木瓜蛋白酶

采用1-乙基/丁基/戊基/辛基-3-甲基咪唑醋酸盐{[C_nmim]Ac(n=2,4,6,8)}与K_2HPO4离子液体双水相体系对木瓜蛋白酶进行萃取分离。用浊点法测定双水相体系的双节线并采用Merchuk方程对数据进行拟合。考察各成相试剂及pH值对木瓜蛋白酶分配行为的影响,利用单因素试验和响应面法确定其离子液体双水相最佳萃取条件为:离子液体[C_8mim]Ac浓度为28.03%,K_2HPO_4浓度为20.08%,pH值为8.55。在该条件下,分配系数可达到11.65。     

不同方法提取的草鱼鱼皮胶原蛋白性质比较

采用酸法、碱法、酶法、水法从鱼皮中提取胶原蛋白,对其性质进行分析比较。结果表明,提取率,酸法酶法碱法水法;热变性温度,水法酶法碱法酸法;水法和碱法提取的胶原蛋白SDS-PAGE电泳图谱条带中出现β二聚体和γ三聚体,酶法和酸法没有出现,但是酶法和酸法的α链位置明显色带浓于水法和碱法;紫外吸收光谱中,酸法和碱法的吸收峰强度大于水法和酶法,碱法和酶法左侧出现了杂峰;红外光谱显示,碱法提取的鱼皮胶原蛋白不具备酰胺带特征吸收峰,其二级结构已破坏,酸法、酶法和水法提取的胶原蛋白均存在酰胺带特征吸收峰,而且出现位置相似,符合胶原蛋白特征吸收峰。     

[Bmim]BF4-Na2SO4双水相体系萃取葡萄皮渣中齐墩果酸

利用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和硫酸钠(Na2SO4)离子液体双水相萃取分离葡萄皮中齐墩果酸,分别对[Bmim]BF4、Na2SO4、齐墩果酸质量分数、萃取温度、pH值、低级醇进行了研究,确定双水相体系组成为18%[Bmim]BF4-16%Na2SO4,在25 ℃条件下,加入质量分数10%齐墩果酸、体积分数2%无水乙醇,调节pH 4.0,齐墩果酸萃取率可达97.9%,分配系数为16.58。利用这项技术有望为从天然植物中提取有效药用成分开辟一条崭新的思路。     

羽毛在离子液体中的溶解及再生研究

合成了离子液体1-丁基-3-甲基氯化物([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基溴化物([Bmim]Br)和1-烯丙基-3-甲基氯化物([Amim]Cl),探索了离子液体对羽毛的溶解与再生规律,并分别采用红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)表征溶解前后羽毛蛋白的化学结构和结晶结构的变化.研究结果表明,羽毛在离子液体[Amim]Cl和[Bmim]Cl中的溶解度分别达到8%(80℃)和5%(80℃),但不溶于离子液体[Bmim]Br.通过羽毛蛋白/离子液体溶液可制备再生羽毛蛋白膜,所得再生羽毛蛋白膜能较好地保持原羽毛蛋白的二次结构,即离子液体是羽毛的非衍生化优良溶剂,经溶解、再生,再生羽毛蛋白膜的结晶度较原羽毛蛋白有所下降.     

微乳体系中脂肪酶催化棕榈酸制备生物柴油及其工艺优化

以十二烷基苯磺酸(Dodecyl benzenesulfonic acid,DBSA)+TX-100/环己烷/1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(Bmim BF_4)微乳体系为反应介质,Candida rugosa脂肪酶为催化剂,进行棕榈酸与乙醇酯化反应制备生物柴油,并考察离子液体用量、醇酸摩尔比、脂肪酶用量、反应温度、反应时间等因素对棕榈酸乙酯产率的影响。在单因素实验的基础上,根据中心组合Box-Benhnken实验设计原理,采用响应面分析法对生物柴油制备工艺进行优化。结果表明生物柴油制备的最佳工艺条件为:离子液体Bmim BF_4用量30%,醇酸摩尔比6.3∶1,脂肪酶用量为棕榈酸质量的14%,反应温度34℃时,反应时间3.0 h,此条件下,棕榈酸乙酯的产率为97.5%,该结果与模型预测值基本相符。     

离子液体中胶原纤维的溶解和再生

天然胶原纤维被成功地溶解于1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)离子液体中,并且在不同的沉淀剂中再生。在偏光显微镜中观察,发现胶原纤维的晶体结构在加热过程中已经被[BMIM]Cl破坏了。利用变温红外光谱法检测溶解过程中胶原/[BMIM]Cl的结构变化。利用FTIR和XRD表征再生胶原的结构。结果表明,胶原蛋白的三螺旋结构在溶解与再生过程中一定程度上被破坏了。沉淀的处理很大程度上决定了再生胶原的成膜能力和热稳定性,提出了胶原在[BMIM]Cl中溶解以及在沉淀剂中再生的可能机制。利用[BMIM]Cl作为介质可以成功制备不同形态(薄膜,纤维,凝胶)的胶原蛋白/纤维素复合材料。     

离子液体双水相提取菜籽粕蛋白及其相行为的研究

用浊度法测定并绘制了30℃下亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim] Cl)+K2 HPO4+ H2O体系的三元相图,求得的离子液体在该双水相体系中的溶解度曲线方程分别为:w([Bmim]Cl,上相)=0.026 88 +0.914 32×exp(-w(K2HPO4,上相)/0.113 39),r上相=0.999 59w([Bmim]Cl,下相)=-0.044 11 +28.974 45 ×exp(-w(K2HPO4,下相)/0.028 26)+0.289 58×exp(-w(K2HPO4,下相)/0.678 55),r下相=0.991 24.建立了由[Bmim] Cl和K2HPO4形成的双水相体系提取菜籽粕蛋白质的新方法,考察了在该离子液体双水相体系中不同离子液体及其浓度、盐浓度以及蛋白质浓度、pH对菜籽蛋白提取率的影响;并通过L16(45)正交优化试验得到了离子液体双水相提取菜籽粕蛋白质的最佳工艺条件为:K2HPO4质量浓度为150 mg/mL、[Bmim] Cl质量浓度为350 mg/mL、菜籽蛋白质量浓度为70.0 mg/L、pH值为6.8.验证试验结果表明在此最佳条件下菜籽蛋白质的提取率达到99.1％,这显示了该分离体系对提取菜籽蛋白质的独特性,为进一步的放大试验或工业化规模生产奠定了一定的试验基础.     

基于不同提取方法的鮰鱼皮胶原蛋白理化性质的比较研究

本实验以鮰鱼皮为原料,将碱法、盐法、热水法、酸法与酶法提取的胶原蛋白进行理化性质的比较,通过对不同胶原蛋白的氨基酸组成、紫外光谱、傅里叶红外光谱、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodiumdodecyl sulfate-polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE）、热变性温度、扫描电子显微镜图像以及流变学特性的研究,从分子结构到微观结构对胶原蛋白进行全面解析和比较。结果表明：5 种方法提取的胶原蛋白的紫外光谱与红外光谱都较为相似,为典型的胶原蛋白;碱法、热水法、盐法、酸法和酶法提取的胶原蛋白热变性温度分别为63.21、71.70、49.49、29.8、22 ℃;SDS-PAGE结果显示酸法、酶法、热水法提取的胶原蛋白均属于Ⅰ型胶原蛋白,且较好地保留了蛋白的结构;高效液相色谱显示碱法与盐法提取的胶原蛋白为多肽的形式;通过流变学特性研究发现,热水法提取的胶原蛋白凝胶稳定性最高。由此可见,不同的提取方法对胶原蛋白的氨基酸组成、流变性质、热变性温度以及微观结构均有不同的影响。     

[EMIM][AC]溶剂对Ⅰ型胶原结构的影响

研究了Ⅰ型胶原在含量50%1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体([EMIM][AC])中的溶解特性,发现其最大溶解投入百分比为75.57%,并探讨了低含量离子液体溶剂对胶原结构的影响。采用凝胶电泳、红外光谱分析再生胶原结构的完整性,结果表明再生胶原的三股螺旋结构基本上得以完整保留。超灵敏差式扫描量热仪分析结果表明再生胶原的热变性温度有不同程度的降低。经原子力显微镜观察发现再生胶原的纤维排布变得更加疏松。     

胶原蛋白在离子液体中的溶解及再生性能表征

研究了胶原蛋白在离子液体氯代-1-烯丙基-3-甲基咪唑中的溶解浓度,并探讨了分别以水、丙酮、乙醇为再生试剂时胶原蛋白的再生情况,且对以乙醇为再生试剂的再生胶原蛋白进行FTIR、UV和XRD分析。结果表明:胶原蛋白在离子液体氯代-1-烯丙基-3-甲基咪唑中具有良好的可溶性,用此法得到的再生胶原蛋白的性质和再生前没有明显变化,属于直接溶解。     

离子液体——[BPy]BF4催化大豆油酯交换制备脂肪酸甲酯

采用绿色溶剂离子液体（N-丁基吡啶四氟硼酸盐,[BPy]BF_4）代替传统的液体酸、碱催化剂,催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备脂肪酸甲酯。考察了离子液体的用量、醇油摩尔比、反应温度、反应时间等因素对酯交换反应转化率的影响。优化出最适宜的操作条件为：催化剂用量为原料油质量的3%、醇-油摩尔比为3：1、反应时间为4h、反应温度为64°C,在该条件下生物柴油的转化率可达96.12%。而且在同样的反应条件下,[BPy]BF_4可重复使用3次,仍有较高的催化活性。     

1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体作为胶原蛋白溶剂的评估

胶原蛋白是一种重要的生物聚合物，具有优良的生物活性，在组织工程应用中已被广泛使用。在本研究中，利用1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体（[EMIM][Acl）作为溶剂开发了一种新的胶原蛋白溶解体系。为了加快胶原蛋白的溶解过程，在该溶剂体系这加入了一系列的钠盐。结果表明，胶原蛋白的溶解度明显受温度和钠盐的影响。在45℃时，匝MIM][Ac]／NaEHP04体系中胶原蛋白的溶解度达到约11％。然而，该再生胶原蛋白的结构可能已被损坏。由于其生物和理化性质是基于其结构的完整性，因此我们致力于采用十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳、傅里叶变换红外光谱、超灵敏差示扫描量热法、原子力显微镜、X射线衍射和圆二色谱仪等方法研究从[EMIM】[Ac]溶剂系统中再生胶原的结构完整性。同时，提出了一种可能的溶解机理。结果表明，在溶解温度低于35℃时，从[EMIM][Ac]溶剂系统中再生的胶原蛋白的三螺旋结构大部分得以保留。再生胶原的生物相容性首次采用成纤维细胞粘附和增殖模型表征。结果表明，再生胶原与天然胶原具有几乎相同的良好的生物活性，这表明[EMIM][Ac]在组织工程中的潜在应用。     

木瓜蛋白酶在[CnPy]Cl-K2HPO4双水相体系中相平衡数据的关联及分配模型的建立

以[C_nPy]Cl(n=2、4、6)-K_2HPO_4不同碳链长度的氯代吡啶类离子液体双水相为研究体系,利用清-浊点辅助法测定该体系的双节线及液液相平衡数据。采用Merchuk方程关联双节线,Othmer-Tobias、Bancroft方程关联液液相平衡数据。通过相关系数考察该体系上下相的氯代吡啶类离子液体浓度、上下相的K_2HPO_4浓度与蛋白浓度分配系数的相关度。结果表明:3个经验方程的拟合度分别在0.996、0.997、0.995以上,关联结果理想。木瓜蛋白酶分配系数的对数与上下相各组分浓度差的相关度均较高,故用Matlab建立其在该双水相中的分配模型,相对偏差都低于4%。相比其他同类模型,试验中建立的模型精确度提高,且能准确预测双水相中酶的分配行为。研究结果也可补充木瓜蛋白酶在双水相系统中的分配模型数据库。     

制革废弃皮胶原的资源化利用

介绍了采用焚烧法、碱法、酸法、酶法、氧化法等从皮革工业废弃物中提取胶原蛋白的几种方法,概述了皮胶原在食品、医药、化妆品、饲料、肥料、皮革等工业中的应用现状及前景。