電子商務(wù)在現(xiàn)在食品物流中的應(yīng)用

1、編號(hào)：江蘇大學(xué)學(xué)生科研項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)課題名：核-殼型生物功能化磁性納米載體可控化構(gòu)建的新方法申請(qǐng)者：胡坤雅 所在學(xué)院：食品與生物工程學(xué)院年級(jí)、專業(yè)：食品1102指導(dǎo)老師： 孫俊申請(qǐng)日期：2013年4月20日項(xiàng)目類別（在相應(yīng)的類別上打）A、自然科學(xué)類論文B、發(fā)明制作類C、社會(huì)科學(xué)類論文江蘇大學(xué)學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(huì)制說(shuō) 明l、申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說(shuō)明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫(xiě)。2、表內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)時(shí)一律打印，此申報(bào)書(shū)可復(fù)制。3、編號(hào)由學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(huì)統(tǒng)一填寫(xiě)。 4、申報(bào)作品有關(guān)材料請(qǐng)以打印件附于申請(qǐng)書(shū)后，申請(qǐng)書(shū)為A3紙雙面復(fù)印中縫裝訂，一份，（活頁(yè)部分單獨(dú)裝訂），由所在單位審查簽署意見(jiàn)、加蓋公章后在

2、規(guī)定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一報(bào)送校團(tuán)委，團(tuán)委不接受個(gè)人申報(bào)。 5、在前幾批大學(xué)生科研課題立項(xiàng)中立項(xiàng)，但沒(méi)有結(jié)題的同學(xué)，不得申報(bào)此次大學(xué)生科研課題。6、第十一批申報(bào)的“挑戰(zhàn)杯”重點(diǎn)項(xiàng)目不適用本申報(bào)書(shū)。7、有關(guān)其他事宜請(qǐng)向校團(tuán)委咨詢。8、聯(lián)系人：杜明拴（88780040）申請(qǐng)者姓 名胡坤雅性 別女出生年月1993/8/23政治面貌共青團(tuán)員所在學(xué)院食品與生物工程專業(yè)年級(jí)食品1102學(xué) 歷本科在讀聯(lián)系電話其他聯(lián)系方法無(wú)申請(qǐng)者曾承擔(dān)科研項(xiàng)目及完成情況課 題 名 稱批準(zhǔn)時(shí)間完成情況申請(qǐng)者本人近幾年以來(lái)的主要研究成果（注明刊物的年、期或出版社、出版日期）無(wú)合作者情況姓 名性別年齡學(xué) 歷學(xué) 院專 業(yè) 班 級(jí)翁龍梅女20本科

3、在讀食品學(xué)院11級(jí)食品科學(xué)與工程劉孟男21本科在讀食品學(xué)院11級(jí)食品科學(xué)與工程申請(qǐng)者所在學(xué)院分管科研的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)該項(xiàng)目的基本評(píng)價(jià) 簽章： 年 月 日學(xué)院意見(jiàn) 簽章： 年 月 日編號(hào)：江蘇大學(xué)學(xué)生科研項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)（活頁(yè)）課題名稱：核-殼型生物功能化磁性納米載體可控化構(gòu)建的新方法申請(qǐng)年度：2013年江蘇大學(xué)學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(huì)制說(shuō) 明l、申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說(shuō)明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫(xiě)。2、表內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)時(shí)一律打印，此申報(bào)書(shū)可復(fù)制。3、編號(hào)由學(xué)生科研立項(xiàng)管理委員會(huì)統(tǒng)一填寫(xiě)。 4、申報(bào)作品有關(guān)材料請(qǐng)以打印件附于申請(qǐng)書(shū)后，申請(qǐng)書(shū)（活頁(yè)）為A3紙雙面復(fù)印中縫裝訂，一式三份和申請(qǐng)書(shū)一起由所在單位在規(guī)定時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一

4、報(bào)送校團(tuán)委，團(tuán)委不接受個(gè)人申報(bào)。 5、在活頁(yè)中，一律不得出現(xiàn)申報(bào)者和指導(dǎo)教師的信息，否則取消申報(bào)資格。6、第十一批申報(bào)的“挑戰(zhàn)杯”重點(diǎn)項(xiàng)目不適用本申報(bào)書(shū)（活頁(yè)）。7、有關(guān)其他事宜請(qǐng)向校團(tuán)委咨詢。8、聯(lián)系人：杜明拴（88780040）研究課題名稱核-殼型生物功能化磁性納米載體可控化構(gòu)建的新方法所屬類別（ A ）、A、自然科學(xué)類論文B、發(fā)明制作C、社會(huì)科學(xué)類論文起止時(shí)間成果形式科研論文申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)總額1100其它經(jīng)費(fèi)來(lái)源無(wú)1、項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)1.1 研究意義磁性納米材料由于其較小的粒徑，較大的比表面積而具有特殊的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)以及磁響應(yīng)性（見(jiàn)圖1），使其發(fā)展、壯大成為當(dāng)今最富有發(fā)

5、展前景的新型納米材料，已在生物醫(yī)藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用1- 4，其中在蛋白質(zhì)領(lǐng)域（包括蛋白質(zhì)分離純化和酶固定化）的應(yīng)用逐漸成為當(dāng)前研究的熱門(mén)方向5-8。然而蘊(yùn)含奇妙生物活性的蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，在與載體作用過(guò)程中，其空間構(gòu)象極易受到影響，一旦空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其生物學(xué)活性將會(huì)隨之降低或完全喪失，因此，保持吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定具有重要的科學(xué)研究意義。圖1 磁性納米材料在外界磁場(chǎng)作用下的磁響應(yīng)特性磁性納米材料在蛋白質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用的研究思路一般均是先合成一種功能性的磁性載體材料，然后探究其可應(yīng)用范圍，如此相對(duì)被動(dòng)的研究思路，大大限制了磁性納米材料的應(yīng)用潛能。因此，改變以往研究思路，

6、從新的視角出發(fā)，揭示蛋白質(zhì)構(gòu)象變化規(guī)律，掌握磁性納米載體材料與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理，將為設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)高品質(zhì)磁性納米載體材料及其在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的高效應(yīng)用提供新的思路與新的科學(xué)依據(jù)。目前，研究蛋白質(zhì)在與載體作用過(guò)程中的蛋白質(zhì)吸附行為及構(gòu)象變化依然是個(gè)挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：（1）特定形貌和粒徑的磁性納米材料的可控化構(gòu)建；（2）吸附過(guò)程中，蛋白質(zhì)構(gòu)象變化影響因素的確定；（3）蛋白質(zhì)在與載體作用過(guò)程中其構(gòu)象分析技術(shù)及分析方法的建立；（4）載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理也尚待確定?；谏鲜龃嬖趩?wèn)題，本課題的研究將為這一科學(xué)問(wèn)題的解決提供必要的理論基礎(chǔ)，具有重要的理論研究?jī)r(jià)值。1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展研究磁性納米載體材料

7、與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題包括以下幾點(diǎn)：（1）功能性磁性納米載體材料的構(gòu)建磁性納米材料種類多樣，其中Fe3O4由于其制備方法簡(jiǎn)單、易修飾、且對(duì)人體無(wú)毒副作用而受到廣泛青睞。然而Fe3O4磁性納米材料在空氣中易于氧化、團(tuán)聚，化學(xué)穩(wěn)定性較差，限制了其應(yīng)用。但是Fe3O4磁性納米材料表面分布著豐富的羥基，可非常容易通過(guò)多種方式對(duì)其表面進(jìn)行化學(xué)改性，來(lái)改善其在溶液中的分散狀態(tài)、生物相容性和功能性等。常用于修飾Fe3O4的殼體材料主要有天然生物高分子材料、化學(xué)合成高分子材料以及無(wú)機(jī)物材料9,10。其中天然生物高分子材料由于其良好的生物可降解性、生物相容性及對(duì)人體無(wú)毒副作用，而成為首要選擇。本課題

8、選擇殼聚糖及其衍生物作為表面殼體材料，原因主要有以下兩點(diǎn)：（1）殼聚糖是自然界中唯一的堿性多糖，具有可生物降解、生物相容性及無(wú)毒副作用等優(yōu)良特性11-13；（2）殼聚糖分子鏈上分布著豐富的氨基和羥基，非常容易進(jìn)行化學(xué)改性。近年來(lái)，改性的殼聚糖衍生物在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注，圍繞應(yīng)用所進(jìn)行的殼聚糖改性的研究也取得了較大進(jìn)展，各種改性方法也較為成熟14,15。因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并合成具有特定化學(xué)組成的殼聚糖衍生物以用于磁性納米載體修飾，賦予磁性載體材料穩(wěn)定性、生物兼容性以及功能性，對(duì)拓寬殼聚糖的應(yīng)用潛能具有重要的研究?jī)r(jià)值，引起了學(xué)者們的普遍重視。此外，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，磁性納米載

9、體材料的應(yīng)用性能與其自身的尺寸、形狀、分散程度、表面化學(xué)組成等因素有關(guān)，因此如何獲得單分散、尺寸可控、穩(wěn)定性好、形狀規(guī)整的功能性磁性納米材料就成為人們不斷追求的目標(biāo)。磁性納米載體的化學(xué)合成方法較多，其中化學(xué)共沉淀法由于其操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)易于控制，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，而成為目前最為關(guān)注的制備方法。然而采用傳統(tǒng)的化學(xué)共沉淀法制備磁性納米載體時(shí)，其機(jī)械攪拌的方式使所得顆粒粒徑難以控制，粒徑分布范圍較寬，因此，輔以現(xiàn)代高新技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的化學(xué)共沉淀法進(jìn)行改進(jìn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，成為目前磁性納米載體材料構(gòu)建領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。（2）蛋白質(zhì)吸附行為及構(gòu)象變化研究蛋白質(zhì)作為一種重要的生物活性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的表面活性，很容易

10、在固相載體表面吸附，在吸附過(guò)程中，蛋白質(zhì)與生物載體之間存在的共價(jià)、疏水、靜電等相互作用力必然會(huì)影響蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象。然而，之前的研究重點(diǎn)大都以提高載體的吸附容量為單一考核指標(biāo)，忽略了對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的考慮，而往往對(duì)于具有生物活性的蛋白質(zhì)，其活性保留則是重中之重。因此，在提高載體對(duì)蛋白質(zhì)吸附容量的同時(shí)以保證蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定成為研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)學(xué)者們逐步提高了對(duì)吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性的關(guān)注。磁性納米載體在與蛋白質(zhì)作用過(guò)程中，影響載體吸附容量及蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的因素一般包括以下幾種：（1）蛋白質(zhì)種類；（2）載體粒徑及形貌；（3）載體表面化學(xué)組成及含量；（4）反應(yīng)溶液的性質(zhì)。然而，上述因素的內(nèi)在

11、影響規(guī)律卻有待確定。其中就生物載體的表面結(jié)構(gòu)（表面化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)）對(duì)載體吸附容量和蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響研究甚少。2004年，Bengt-Harald Jonsson等人16研究了粒徑分別為6 nm、9 nm 和15 nm 的SiO2顆粒對(duì)脫水酶構(gòu)象的影響，研究表明：粒徑較小的SiO2顆?？奢^好地保持脫水酶的構(gòu)象穩(wěn)定性。之后也有諸多學(xué)者效仿就載體的粒徑大小對(duì)吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響進(jìn)行了探討，但是均較為片面，缺少對(duì)載體表面化學(xué)組成影響的關(guān)注。隨著納米載體材料在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用，人們逐漸意識(shí)到載體表面化學(xué)組成對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的重要性，2009年，克萊姆森大學(xué)的Robert A. Latour等人

12、17研究了表面功能基團(tuán)分別為氟甲基、甲基、氨基、羧基和羥基的載體對(duì)纖維蛋白原和血清白蛋白的吸附，研究發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)與載體之間的相互作用力隨著載體表面疏水性的增強(qiáng)而增強(qiáng)，同時(shí)載體對(duì)蛋白質(zhì)吸附容量以及蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化也相應(yīng)增加。目前，采用不同的功能基團(tuán)對(duì)載體表面進(jìn)行化學(xué)改性引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注，然而，綜合評(píng)價(jià)載體的物理結(jié)構(gòu)及表面化學(xué)組成對(duì)載體特性及其蛋白質(zhì)吸附容量及構(gòu)象的影響還尚缺乏系統(tǒng)研究。因此，伴隨著磁性納米技術(shù)的飛速發(fā)展，借鑒前人研究思路，探究具有不同表面化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)的磁性納米載體對(duì)蛋白質(zhì)吸附行為和構(gòu)象的影響必將成為目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。( 3 ) 載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理研究蛋白質(zhì)的

13、生物學(xué)活性與其分子構(gòu)象密切相關(guān)，然而具有較為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，由于固相載體材料的存在，使得載體材料上的蛋白質(zhì)構(gòu)象研究受到很多限制，許多問(wèn)題有待解決。而探究磁性納米載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理，必將要掌握作用過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象變化規(guī)律,因此，精確分析在吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象變化，掌握蛋白質(zhì)構(gòu)象分析的手段和方法，成為研究載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是最困難和極具挑戰(zhàn)性的研究方向。目前，光譜檢測(cè)技術(shù)是分析蛋白質(zhì)構(gòu)象最常用也是最有效的方法18-20，然而由于單一的檢測(cè)技術(shù)在蛋白質(zhì)構(gòu)象的表征應(yīng)用中尚存在一定的缺點(diǎn)，因此，伴隨現(xiàn)代分析手段的不斷創(chuàng)新和組合，將幾種光譜技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，

14、才能更好、更精確地分析蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化。綜上，本課題針對(duì)上述關(guān)鍵科學(xué)難題，在前期研究的基礎(chǔ)上，擬選擇殼聚糖及其衍生物作為表面殼體材料，建立一種超聲輔助化學(xué)共沉淀法合成核殼型磁性納米載體的新方法；進(jìn)而以牛血清白蛋白（BSA）和溶菌酶（Lyz）作為模型蛋白質(zhì)，基于分子水平，探索蛋白質(zhì)在與磁性納米載體作用過(guò)程中構(gòu)象變化的有效分析技術(shù)與分析方法，系統(tǒng)研究磁性納米載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理，為設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)新型生物功能化磁性納米載體材料及其在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供新思路與新的科學(xué)依據(jù)。參考文獻(xiàn)1 Liu, G., Wu, H. X., Zheng, H. R., et al. Synthesis and

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27、.1.3項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。1.3.1研究?jī)?nèi)容：(1) 兩親性殼聚糖衍生物的化學(xué)合成及表征擬以羧甲基殼聚糖為研究對(duì)象，通過(guò)西弗堿還原法，制備N(xiāo)辛基羧甲基殼聚糖，N十二烷基羧甲基殼聚糖，N十六烷基羧甲基殼聚糖；測(cè)試三種殼聚糖衍生物的烷基取代度，并進(jìn)行殼聚糖衍生物的結(jié)構(gòu)表征、溶解性及熱穩(wěn)定性測(cè)試。(2) 單分散、核殼型功能性磁性納米載體的可控構(gòu)建分別以殼聚糖、羧甲基殼聚糖及上述三種兩親性殼聚糖衍生物為表面殼體材料，建立超聲輔助化學(xué)共沉淀法制備核殼型磁性納米載體的新方法；之后對(duì)所制備的磁性納米載體的溶液分散性、熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其表面化學(xué)組成成

28、分進(jìn)行定性、定量分析。(3) 功能性磁性納米載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理研究研究上述功能化磁性納米載體對(duì)模型蛋白質(zhì)（BSA和Lyz）的吸附行為，探索具有不同表面化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)的磁性納米載體對(duì)兩種蛋白質(zhì)的固載量和吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響。采用多光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)分析蛋白質(zhì)與磁性納米載體之間的相互作用力以及蛋白質(zhì)構(gòu)象變化規(guī)律，進(jìn)一步闡明磁性納米載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理。(4) 磁性納米載體在蛋白質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用平臺(tái)的初步構(gòu)建以胰蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶為例，依據(jù)載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理，選擇最佳磁性納米載體以用于上述蛋白酶的吸附行為研究，對(duì)其吸附、解吸附過(guò)程中的構(gòu)象穩(wěn)定性及其酶學(xué)特性進(jìn)行深入分析，以

29、驗(yàn)證上述機(jī)理的準(zhǔn)確性；并為磁性納米載體在蛋白質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用平臺(tái)的初步構(gòu)建提供理論科學(xué)依據(jù)，也為后續(xù)應(yīng)用平臺(tái)的完善奠定前期理論基礎(chǔ)。研究目標(biāo)：(1) 解決傳統(tǒng)化學(xué)共沉淀法所得磁性載體粒徑難以控制，粒徑分布范圍較寬的缺陷，建立一種超聲輔助化學(xué)共沉淀法構(gòu)建粒徑大小均一、單分散、功能化磁性納米載體的新方法，以期為高品質(zhì)磁性納米載體的構(gòu)建提供新途徑，同時(shí)豐富磁性納米載體制備方法的基礎(chǔ)理論研究?jī)?nèi)容。(2) 研究生物功能化磁性納米載體與蛋白質(zhì)相互作用的影響因素，揭示載體對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的影響規(guī)律，闡明載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理，以期為高品質(zhì)磁性納米載體的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及其在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的高效應(yīng)用提供新思路和新的科學(xué)依據(jù)

30、，并初步構(gòu)建磁性納米載體在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用平臺(tái)。擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題：(1) 構(gòu)建具有不同表面化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)的磁性納米載體是本課題首要解決的問(wèn)題，為此需要對(duì)載體進(jìn)行表面化學(xué)改性，本課題也將從這一視角來(lái)探索超聲輔助化學(xué)共沉淀法實(shí)現(xiàn)核-殼型生物功能化磁性納米載體可控化構(gòu)建的新方法。(2) 通過(guò)分析磁性納米載體對(duì)蛋白質(zhì)吸附容量和蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的影響，闡明磁性納米載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理，是貫穿本課題的關(guān)鍵問(wèn)題之一。包括兩部分內(nèi)容，一部分是揭示載體對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的影響規(guī)律，確立關(guān)鍵控制因素；另一部分是建立多光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)分析蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的分析技術(shù)及分析方法，以及對(duì)圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括將圖譜信

31、息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息、選擇數(shù)據(jù)處理方法、分析數(shù)據(jù)，從中探究載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理。2、擬采取的研究方案及可行性分析（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)手段、關(guān)鍵技術(shù)等說(shuō)明）。2.1 技術(shù)路線本課題的技術(shù)路線見(jiàn)圖2。圖 2 本課題技術(shù)路線示意圖2.2研究方案本課題的化學(xué)反應(yīng)示意圖見(jiàn)圖3。圖3 本課題化學(xué)反應(yīng)示意圖(1) 兩親性殼聚糖衍生物的化學(xué)合成及表征Ø 以羧甲基殼聚糖為研究對(duì)象，采用離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，通過(guò)西弗堿還原法，制備N(xiāo)辛基羧甲基殼聚糖，N十二烷基羧甲基殼聚糖，N十六烷基羧甲基殼聚糖；Ø 采用紅外光譜（FTIR）和核磁共振（NMR）技術(shù)對(duì)殼聚糖衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析；&

32、#216; 分析殼聚糖衍生物的溶解性質(zhì)，及熱穩(wěn)定性。(2) 單分散、核殼型磁性納米載體的可控制備新方法的建立Ø 以聚乙二醇作為分散劑，分別以殼聚糖、羧甲基殼聚糖、N辛基羧甲基殼聚糖，N十二烷基羧甲基殼聚糖，N十六烷基羧甲基殼聚糖為表面修飾材料，采用超聲波輔助的化學(xué)共沉淀法實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性納米載體的可控制備，重點(diǎn)考察總鐵離子濃度，F(xiàn)e (II)與Fe (III)摩爾比，超聲波頻率、超聲波作用時(shí)間、反應(yīng)溫度和殼體材料加入比例對(duì)磁性納米載體粒徑和分散性的影響；Ø 采用FTIR技術(shù)分析磁性納米載體表面的特定官能團(tuán)；Ø 通過(guò)高分辨率透射電鏡（TEM）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）、Z

33、eta粒徑電位測(cè)定儀分析磁性納米載體的形貌、粒徑大小、粒徑分布、磁強(qiáng)度以及表面電位；Ø 測(cè)定磁性納米載體在水溶液中的分散性及儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性等指標(biāo)；Ø 采用熱重分析儀（TGA）技術(shù)分析磁性納米載體表面生物多糖殼體材料所占整個(gè)載體的比重。(3) 磁性納米載體對(duì)模型蛋白質(zhì)吸附特性的研究Ø 選擇BSA和Lyz作為模型蛋白質(zhì)，重點(diǎn)考察BSA和Lyz有效作用濃度、磁性納米載體粒徑大小、反應(yīng)溶液的pH值和離子強(qiáng)度對(duì)于具有不同疏水性磁性納米載體對(duì)蛋白質(zhì)固載量的影響；確定磁性納米載體表面活性位點(diǎn)達(dá)到飽和時(shí)的化學(xué)反應(yīng)條件；Ø 選擇對(duì)蛋白質(zhì)固載量最大且具有特

34、定表面結(jié)構(gòu)的載體，之后采用超聲輔助化學(xué)共沉淀法制備一系列具有相同化學(xué)組成、不同厚度的磁性納米載體，進(jìn)一步研究不同厚度的特定生物基團(tuán)對(duì)載體固載量和蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響；Ø 在上面研究的基礎(chǔ)上，選擇最佳載體，進(jìn)一步研究磁性納米載體對(duì)蛋白質(zhì)吸附過(guò)程中的吸附動(dòng)力學(xué)模型以及等溫吸附模型，以期為后續(xù)載體在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。(4) 吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象變化及載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理探討Ø 采用熒光光譜（FS）、FTIR、圓二色譜（CD）以及激光拉曼光譜等多光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)分析在整個(gè)吸附過(guò)程中，磁性納米載體對(duì)模型蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響規(guī)律；Ø 分析不同反應(yīng)條件下蛋白質(zhì)構(gòu)象變化，揭示

35、吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象變化規(guī)律，進(jìn)一步闡明磁性納米載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理。(5) 磁性納米載體在蛋白質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用平臺(tái)的構(gòu)建Ø 以胰蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶為例，依據(jù)載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理，選擇最佳磁性納米載體以用于上述蛋白酶的固定化研究；Ø 深入分析上述蛋白酶在與載體作用過(guò)程中其構(gòu)象及其酶學(xué)特性的變化，以驗(yàn)證本項(xiàng)目所推斷理論的準(zhǔn)確性。2.3主要實(shí)驗(yàn)方法（1）兩親性殼聚糖衍生物的物化特性表征主要采用FTIR和NMR技術(shù)對(duì)殼聚糖衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。其中，核磁測(cè)試采用氘代氯仿與重水1:1作為溶劑，四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析。殼聚糖衍生物溶解性的測(cè)定主要是在

36、室溫下，以水、乙酸、二甲基亞砜（DMSO）、乙醇、乙醚為溶劑，觀察兩親性殼聚糖在上述各個(gè)溶劑中的溶解情況。（2）載體對(duì)蛋白質(zhì)固載量的計(jì)算采用紫外分光光度法在280 nm的波長(zhǎng)下測(cè)定磁性納米載體對(duì)模型蛋白質(zhì)的固載量，根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：(式1）式中：q 磁性納米顆粒對(duì)模型蛋白質(zhì)的固載量，mg/g；Co模型蛋白質(zhì)溶液的初始濃度，mg/ mL；Ce吸附后上清液中的模型蛋白質(zhì)濃度，mg/ mL；V模型蛋白質(zhì)溶液的體積，mL； m磁性納米載體的質(zhì)量，g。（3）多光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)分析蛋白質(zhì)構(gòu)象變化采用FTIR、CD、FS、激光拉曼光譜動(dòng)態(tài)分析吸附過(guò)程中蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化。其中，CD定性分析蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化的數(shù)

37、據(jù)處理方法：利用208 nm處的摩爾橢圓度來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中螺旋結(jié)構(gòu)的含量，計(jì)算公式如下所示：（式2）式中：mrd 蛋白質(zhì)在 208 nm 下的摩爾橢圓度，deg cm2/dmol； d 單位橢圓度，mdeg；M 蛋白質(zhì)的分子量，Dalton；C 蛋白質(zhì)的濃度，mg/mL；L 路徑，0.1 cm；Nr 蛋白質(zhì)中的氨基酸殘基數(shù)量。FTIR定量分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)變化的圖譜處理：首先采用OMNIC 6.0數(shù)據(jù)處理軟件將原FTIR光譜圖轉(zhuǎn)化為以吸光值為縱坐標(biāo)的曲線圖，選取16001700 cm-1范圍內(nèi)的譜帶，然后用Peakfit 4.12軟件進(jìn)一步處理、分析；進(jìn)一步選擇Gausse峰型，基線調(diào)零，曲

38、線擬合，使最終殘差（r2）大于0.999；根據(jù)各子峰的積分面積計(jì)算其相應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)百分含量；各子峰與二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：16001639 cm-1為 折疊，16401650 cm-1為 無(wú)規(guī)則卷曲，16511660 cm-1為 螺旋，16611700 cm-1為 T 轉(zhuǎn)角；熒光光譜主要是通過(guò)對(duì)在變性劑尿素的作用下蛋白質(zhì)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)定性表征蛋白質(zhì)構(gòu)象變化。2.4可行性分析（1）理論研究可行性項(xiàng)目申請(qǐng)人前期對(duì)核-殼型超順磁性納米顆粒的制備、化學(xué)改性、表征及其在蛋白質(zhì)分離純化及酶固定化中的應(yīng)用進(jìn)行了較為深入、系統(tǒng)的研究。本課題組在前期的研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)在磁性納米載體與生物酶的相互作用過(guò)程中，載體的

39、表面結(jié)構(gòu)對(duì)酶的構(gòu)象穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用，而構(gòu)建具有不同表面結(jié)構(gòu)的磁性納米載體，并系統(tǒng)研究載體與蛋白質(zhì)相互作用，可為磁性納米載體的設(shè)計(jì)及其在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，因此，本課題的研究思路以及研究路線為可行的。（2）實(shí)驗(yàn)技術(shù)及方法可行性本課題的第一個(gè)任務(wù)是兩親性殼聚糖衍生物的合成及其核殼型磁性納米載體的制備。課題組成員，有著長(zhǎng)期從事生物多糖的分離純化、化學(xué)修飾、結(jié)構(gòu)表征等方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多糖的化學(xué)改性實(shí)驗(yàn)及技術(shù)都非常熟悉，完全可以勝任本課題中對(duì)殼聚糖的衍生化反應(yīng)任務(wù)；同時(shí)，關(guān)于磁性納米載體的可控構(gòu)建研究，申請(qǐng)者前期采用化學(xué)共沉淀法已成功合成了粒徑在15 nm左右的核-殼型磁性納米顆粒，

40、制備方法已發(fā)表在Journal of Chromatography B，目前已掌握了與磁性納米載體制備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及手段。本課題的第二個(gè)任務(wù)是磁性納米載體與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理及其構(gòu)效關(guān)系研究。申請(qǐng)者前期以Lyz為模型蛋白質(zhì)，研究了磁性納米載體與Lyz的相互作用，并對(duì)其吸附、解吸附過(guò)程中的構(gòu)象變化進(jìn)行了深入探討，業(yè)已掌握了對(duì)蛋白質(zhì)在吸附過(guò)程中構(gòu)象變化的分析能力；此外，申請(qǐng)人及其課題組成員能夠靈活運(yùn)用FTIR、TEM、TGA、Zeta電位粒徑分析儀等多種手段進(jìn)行磁性納米載體的表征與分析，并且掌握了蛋白質(zhì)構(gòu)象測(cè)定的CD、FS和FTIR譜圖的分析方法，能夠獨(dú)立進(jìn)行圖譜解析及數(shù)據(jù)處理。采用多光譜技術(shù)動(dòng)

41、態(tài)分析磁性納米載體對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的影響，本課題擬通過(guò)TEM觀察載體在蛋白質(zhì)吸附前后的樣貌狀態(tài)，熒光光譜中最大吸收峰波長(zhǎng)的位移，激光拉曼光譜圖中Lippert法定量分析蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)， FTIR中酰胺I鍵波段的紅外吸收的分峰擬合分析，以及對(duì)CD光譜中蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算，定性定量分析磁性納米材料負(fù)載蛋白質(zhì)后其構(gòu)象的變化。相關(guān)的分析方法及數(shù)據(jù)處理手段國(guó)際上均有較為成熟的研究與報(bào)道。同時(shí)，學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室及校分析測(cè)試中心已基本具備了所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件，能夠保證本課題研究任務(wù)的順利展開(kāi)及完成。（3）較為深入的前期研究基礎(chǔ)本課題是對(duì)博士研究課題的延伸，在博士研究階段就磁性納米載體的制備及其在蛋白質(zhì)分離

42、純化及酶固定化中的應(yīng)用進(jìn)行了較為深入的研究，已發(fā)表SCI論文6篇，累積影響因子16（見(jiàn)申請(qǐng)人簡(jiǎn)歷欄）。此外，就本課題的研究?jī)?nèi)容也進(jìn)行了部分前期預(yù)實(shí)驗(yàn)探索，扎實(shí)的前期研究基礎(chǔ)，將會(huì)為本項(xiàng)目的順利完成提供保障。2.4、本項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處。(1) 特色以生物功能化磁性納米載體的可控化制備為研究基礎(chǔ)，基于分子水平研究磁性納米載體與蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理及其對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響，豐富磁性納米載體在蛋白質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究?jī)?nèi)容，初步建立磁性納米材料在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用平臺(tái)，同時(shí)為高品質(zhì)磁性納米載體的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及其在蛋白質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。(2) 思路創(chuàng)新具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的殼聚糖衍生物與具有獨(dú)特磁學(xué)性質(zhì)的Fe3O4納米粒子的結(jié)合既是對(duì)傳統(tǒng)生物多糖聚合物功能的拓展，也是對(duì)F