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近年来,多糖类物质的日益成为新的研究热点,其分离技术、结构分析以及生物活性研究日益深入。超滤是应用最为广泛、成熟的一类膜分离技术,由于其分离效率高、无相变、不损害生物活性,所以特别适合多糖类物质的分离纯化。本文将合肥工业大学发明的磁性约束膜首次应用于多糖类物质的超滤分离,对其分离效果以及机理进行了实验分析,并且对分离产物羊肚菌多糖进行了部分结构表征,得到以下结论: 1.使用相转化法制备了Psf-Fe3O4磁性复合膜,制膜液的组成为:聚砜(Psf)15％,N,N-二甲基酰胺(DMF)83％,聚乙二醇400(PEG400)2％,并添加粒径20nm的Fe3O4纳米粒子(2g/100mL)。 2.通过对磁性膜的表征表明:磁性膜截留分子量大约20000Da。Fe3O4纳米粒子的加入使Psf-Fe3O4磁性复合膜的孔隙率大于普通Psf膜,并且使膜的刚性增强。扫描电镜观察结果表面,Fe3O4纳米粒子在膜中分布基本均匀,磁性膜断面为典型的海绵状结构。 3.抗磁性物质——标准葡聚糖的磁性膜超滤实验表明,膜孔在磁场下的几何形变作用会对截留率产生影响,其机理可能为:①纳米Fe3O4粒子的磁致伸缩效应使得其粒子尺寸发生改变,从而造成膜孔变形。②分布在膜中的纳米Fe3O4粒子在外加磁场下发生扭转,膜的表皮层和膜孔发生变形。③分布在膜内的纳米Fe3O4粒子以两种状态存在——沉积粒子和包裹粒子,形成一个交互作用机制。当磁场强度在一定范围内的时候一种起主要作用,膜孔径向一个方向变化;磁场强度超出这个范围以后则另一种起主要作用,膜孔径向相反的方向变化。 4.带电物质——硫酸软骨素的磁性膜超滤实验表明,截留率的变化受到磁场约束作用影响:①带负电的硫酸软骨素分子在复合磁场作用下以螺旋运动通过磁性膜,从而减弱了膜的吸附作用以及其在膜边界的浓差极化,使硫酸软骨素分子更容易透过超滤膜。 ②带有大量负电荷的硫酸软骨素分子,在外磁场作用下也会产生诱导磁场,可以看作是一个个小磁体,它们受到磁场的吸引更容易透过Psf-Fe3O4膜。③带电分子硫酸软骨素具有电偶极距,在磁场中发生转动,硫酸软骨素分子的转动使其更易透过超滤膜。 5.对不同类别超滤膜分离效率以及抗污染性能的比较表明,磁性膜超滤系统分离量大、膜通量高,通过调节外加磁场能够显著的改变对多糖分子的截留率,同时抗污染能力较强。 6.羊肚菌发酵培养液中的胞外多糖在磁场强度0.4T下超滤能取得较好的分离效果,经Superdex-75分子筛层析进一步纯化,收集得到两个组分,分别命名为MEP-Ⅰ和MEP-Ⅱ。 7.MEP-Ⅰ和MEP-Ⅱ的性质与结构初步研究表明:MEP-Ⅰ和MEP-Ⅱ两个组分的总糖含量分别为88.6％和85.3％,蛋白含量分别为6.8％和8.6％,分子量分别为5.85×105Da和4.22×103Da;两个组分均呈单一组分,没有典型的核酸和蛋白质等吸收峰;糖苷键主要为β-吡喃糖糖苷键;MEP-Ⅰ的单糖组成及摩尔比为:阿拉伯糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=0.7:2.8:24.8:1.0;MEP-Ⅱ的单糖组成及摩尔比为:鼠李糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=1.8:3.1:21.4:1.0.