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岩藻多糖是由L-岩藻糖和其他单糖残基以及乙酰基团、丙酮酸基团等构成的一种水溶性多糖。微生物来源的岩藻多糖具有产量高,易于工业化生产的特点。在本研究中,由Kosakonia sp.产生的荚膜胞外多糖,经过部分酸水解后,采用陶瓷膜过滤、超滤膜过滤、透析和离子交换层析等现代分离纯化技术,分离提取到了高纯度的岩藻多糖样品。采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)分析了多糖中的单体糖组成以及糖醛酸和丙酮酸的含量。同时结合核磁共振波谱、红外光谱等技术对岩藻多糖的主要结构进行了解析;然后基于岩藻多糖的还原性和稳定性制备了基于岩藻多糖的含纳米银颗粒的薄膜,并研究了该薄膜的抗菌活性以探索其作为新型抗菌材料的潜力。主要研究内容及结果如下:1.细菌岩藻多糖的发酵制备及提取纯化工艺采用流加补料的方式,使用50 L发酵罐发酵生产得到富含岩藻多糖的发酵液,经过离心分离、Sevage法脱蛋白、透析和冻干过程,得到高纯度的原始胞外多糖(EPS)。使用硫酸部分水解多糖后经陶瓷膜、超滤膜过滤,结合Sevage法脱蛋白后透析冻干得到了富含岩藻糖的部分酸水解多糖(AH-EPS)。研究表明部分酸水解提取工艺更适用于工业化大规模提取岩藻多糖。经过凝胶色谱仪(GPC)检测,EPS的分子量为3.65×105 Da,AH-EPS的分子量为3.47×104 Da。2.AH-EPS中组成单体成分的测定采用高效液相色谱法(HPLC)与气相色谱-质谱联用法(GC-MS)对AH-EPS进行了组分分析和结构鉴定。AH-EPS经三氟乙酸完全水解后,采用高效液相色谱法(HPLC),经Xtimate(Welch)Sugar-H柱分离、示差检测器检测。通过将样品与各单体标准品的保留时间进行对比从而确定组分。结果表明AH-EPS中含有的单体糖组分为:葡萄糖、半乳糖、岩藻糖。完全酸水解产物另经WondaSil C18柱或Xtimate(Welch)Sugar-H柱分离、紫外检测器检测、外标法定量分析。结果表明AH-EPS中还含有丙酮酸,其含量约为wt%=6.7%。AH-EPS中的组分定量分析采用GC-MS进行测定。AH-EPS完全酸水解后使用氮气吹干,采用乙硫醇-三氟乙酸和醋酸酐-吡啶体系对水解产物进行衍生,以木糖为内标,采用GC-MS进行定量分析。结果表明AH-EPS由岩藻糖、葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸单元组成,其摩尔比为2.03:1.00:1.18:0.64。该方法测定的糖醛酸含量与采用间羟基联苯比色法测定的含量(wt%=15.33%)相吻合。3.AH-EPS的结构鉴定明确AH-EPS的单体成分后,结合高碘酸氧化、Smith降解、甲基化分析和核磁共振波谱分析了多糖的链接结构。高碘酸氧化和Smith降解实验结果表明:葡萄糖、半乳糖和岩藻糖具有1→3连接键,多糖中还存在4-取代的糖基以及1,4-二取代岩藻糖残基。甲基化分析结果表明:AH-EPS主要由1,4-连接的岩藻糖,1,3,4-连接的岩藻糖,1,3-连接的葡萄糖,1,3-连接的半乳糖和末端半乳糖组成,摩尔比约为1:1.02:1.63:0.33:0.68。因此,AH-EPS多糖链中存在以岩藻糖残基C3处为唯一分支点的支链。核磁共振波谱解析表明:AH-EPS多糖链以→3)-β-D-Glcp-(1→4)-α-L-Fucp-(1→4)-α-L-Fucp-(1→为重复骨架单元,并在岩藻糖残基C3处存在分支,支链的连接方式为:α-D-Galp-(1→3)-α-D-GlcpA-(1→3)-α-D-Galp-(1→。丙酮酸基团连接在支链末端的Galp上,Galp的O-4和O-6与丙酮酸基团形成六元环状缩酮。4.EPS/纳米银薄膜的制备和抗菌测试AH-EPS含有丰富的羟基,在紫外光照条件下,可同时作为还原剂与稳定剂将Ag+还原为Ag0。反应中还原剂和稳定剂的比例对银纳米颗粒的形态和尺寸分布具有显着影响。使用不同浓度的AH-EPS制备银纳米颗粒,发现当AH-EPS的浓度为0.05 mg/mL时,溶液的UV-vis光谱在423 nm处显示出较集中的银纳米颗粒的最强吸收峰。因此,采用0.05 mg/m L的AH-EPS制备银纳米颗粒,以用于进一步的表征和应用。TEM图证实,由AH-EPS制备的银纳米颗粒(AH-EPS@Ag NPs)呈均匀球形,平均直径约为20 nm。利用原始胞外多糖EPS的高分子量及成膜特性,将AH-EPS@Ag NPs负载于EPS薄膜中制备得EPS/纳米银薄膜。通过圆盘扩散法分析了EPS/纳米银薄膜对金黄色葡萄球菌的抗菌活性。EPS/纳米银薄膜周围出现明显的抑制区,表明AH-EPS@Ag NPs可有效抑制金黄色葡萄球菌的生长。分别含有0、0.22%,0.44%和0.89%(wt%)AH-EPS@Ag NP的EPS/纳米银薄膜对金黄色葡萄球菌生长的抑制区直径分别为0 mm,12.3 mm,14.1 mm和16.5 mm。抗菌能力表现出剂量依赖性。