花生殼粉的改性及對蛋白質吸附行為的研究.pdf

1、本文以農業(yè)廢棄物—花生殼為原料，制備了四種不同的生物吸附劑。用拉曼光譜、FTIR、XPS、電子顯微鏡等對改性花生殼粉進行表征，考察這四種吸附劑對三種不同蛋白質的吸附性能，研究了溶液pH值、吸附時間、溶液中蛋白的初始濃度、離子強度、吸附溫度等因素對吸附的影響，初步探討了四種吸附劑對蛋白分子的吸附機理。主要研究工作和結果如下：
　　 1.以花生殼為原料，粉碎，過篩，選取100-120目的顆粒漂洗，烘干，得到原始花生殼粉。10.0g原

2、始花生殼粉中加入80mL 1.25 mol·L-1的NaOH溶液和30mL環(huán)氧氯丙烷，40℃下攪拌反應1h，水洗，70℃下干燥后得到環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)花生殼粉。1.0g交聯(lián)花生殼粉與0.5 g 活性綠19（RG19）在80℃下攪拌反應4 h，水洗干燥后得到RG19修飾花生殼粉。用拉曼光譜和FTIR對三種吸附劑進行了表征。用三種吸附劑——原始花生殼粉、交聯(lián)花生殼粉和RG19修飾花生殼粉對牛血紅蛋白進行吸附，結果表明：25℃下，溶液pH為7.0

3、，吸附24h可達到吸附平衡，三種吸附劑對牛血紅蛋白的最大吸附容量分別為134.9 mg·g-1、109.2 mg·g-1、283.2mg·g-1，其中RG19修飾花生殼粉的吸附效果最好。用Langmuir吸附模型進行擬合，所得線性相關系數(shù)和評價常數(shù)表明：原始花生殼粉和交聯(lián)花生殼粉對牛血紅蛋白的吸附屬于單分子層吸附，RG19修飾花生殼粉對牛血紅蛋白的吸附由于空間位阻過大不符合單分子層吸附模型。對牛血紅蛋白的洗脫進行研究，結果發(fā)現(xiàn)0.5 m

4、ol·L-1NaSCN溶液（pH=10.0，50％丙酮）的洗脫效果最好，洗脫率為78.6％。在最佳吸附洗脫條件下，用RG19修飾花生殼粉從牛血紅細胞破碎液中提取了牛血紅蛋白，提純后牛血紅蛋白占總蛋白含量的百分比由4.15％增加到39.0％，富集倍數(shù)為9.4，使其得到了一定的純化。
　　 2.通過正交試驗優(yōu)化RG19修飾交聯(lián)花生殼粉的制備條件。極差R計算分析：RG19的用量是關鍵因素，NaCl的濃度和反應時間為一般因素。根據(jù)T值的

5、大小，NaCl濃度選0.5 mol·L-1，反應時間選4 h時，RG19用量選500mg最佳。測定RG19的負載量為114 mg·g-1。研究了三種吸附劑——原始花生殼粉、交聯(lián)花生殼粉和RG19修飾花生殼粉對溶菌酶的吸附，結果表明：25℃下，溶液pH為7.4，吸附3h可達到吸附平衡，三種吸附劑對溶菌酶的最大吸附容量分別為59.2 mg·g-1、23.6 mg·g-1、149.6mg·g-1，其中RG19修飾花生殼粉的吸附效果最好。用La

6、ngmuir吸附模型進行擬合，所得線性相關系數(shù)和評價常數(shù)表明：三種吸附劑對溶菌酶的吸附均符合Langmuir吸附模型，屬于單分子層吸附。對溶菌酶的洗脫進行研究，洗脫曲線表明，洗脫劑及濃度不同對溶菌酶的脫附效果也不同，當NaCNS濃度為0.7 mol·L-1時洗脫率最高，為97.4％。在最佳吸附洗脫條件下，用RG19修飾花生殼粉從雞蛋清處理液中提取溶菌酶，純化倍數(shù)為31.0，收得率為64.2％，酶活力保持率為96.4％。
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7、.以原始花生殼粉為原料、環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑、乙二胺為改性劑，制備乙二胺修飾花生殼粉。在10.0g環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)花生殼粉中加入10mL乙二胺、100mL蒸餾水和1.0g Na2CO3，65℃下攪拌反應2 h，水洗，70℃下干燥，得乙二胺修飾花生殼粉，用紅外光譜和XPS對其進行表征。研究乙二胺修飾花生殼粉對牛血紅蛋白和溶菌酶的吸附性能，結果表明：25℃下，溶液pH為7.0，對牛血紅蛋白吸附24h可達到平衡，最大吸附容量為364.8 mg·g

8、-1；25℃下，溶液pH為8.0，對溶菌酶吸附5h可達到飽和，最大吸附容量為34.9 mg·g-1。比較說明乙二胺修飾花生殼粉對牛血紅蛋白的吸附效果較好。用Langmuir吸附模型進行擬合，所得線性相關系數(shù)和評價常數(shù)表明：乙二胺修飾花生殼粉對牛血紅蛋白的吸附由于空間位阻過大不屬于單分子層吸附；對溶菌酶屬于單分子層吸附。對蛋白的洗脫進行研究，結果發(fā)現(xiàn)0.5 mol·L-1NaSCN溶液（pH=10.0，50％丙酮）對牛血紅蛋白的洗脫效果最

9、好，洗脫率為82.5％；0.5 mol·L-1NaCNS對溶菌酶的洗脫率最高，為98.7％。在最佳吸附洗脫條件下，用乙二胺修飾花生殼粉從牛血紅細胞破碎液中提取了牛血紅蛋白，提純后牛血紅蛋白占總蛋白的百分含量由4.15％增加到52.8％，富集倍數(shù)為12.7，使其得到了一定的純化。
　　 4.研究了原始花生殼粉、RG19修飾花生殼粉、乙二胺修飾花生殼粉三種吸附劑對牛血清白蛋白的吸附性能，結果表明：原始花生殼粉對牛血清白蛋白的吸附效果