脉冲梯度场核磁共振技术在多糖类凝胶中的应用

深入理解凝胶中分子的自扩散行为有助于聚合物凝胶的基础研究、食品质地的改善、凝胶类药物递迭系统及分离膜等材料的开发。通过脉冲梯度场核磁共振技术(PFG NMR)测量自扩散系数(D)是阐明凝胶体系中分子动力学的有效手段。探针聚合物在随机介质如溶胶或凝胶中的自扩散取决于基质的结构和迁移率、探针分子的流体力学性质及探针分子与基质之间的相互作用。探针分子与凝胶之间不存在直接分子间相互作用时,其在凝胶中的自扩散主要受流体力学相互作用的影响,因此通过引入并研究探针分子在凝胶中的自扩散行为,可以间接获取凝胶网络结构的信息。本文第一部分简述了自扩散现象及自扩散系数测量技术;第二部分着重介绍了脉冲梯度场核磁共振技术测量自扩散系数的原理;第三部分结合具体的实验方法及实例重点介绍PFG NMR如何被应用于研究多糖类凝胶形成过程中多糖分子构象及动力学的变化;然后介绍如何通过探针分子在凝胶中的自扩散行为评价凝胶的网孔尺寸的变化;最后,通过对探针分子自扩散系数时间依存性的考察,评价其在凝胶相分离研究中的应用价值。     

壳聚糖和N-羟基苯并三氮唑相互作用的NMR研究

运用液体¹H谱、固体高分辨13C谱以及脉冲梯度场测量自扩散系数等核磁共振技术,研究了壳聚糖（CS）和N-羟基苯并三氮唑（HOBt）的相互作用.结果表明,CS重复单元中2位碳上的-NH₂和HOBt唑环上的-OH之间存在较强的氢键作用,HOBt的存在可以促进CS在水溶液中的溶解,使得在水溶液中对CS进行化学改性成为可能.通过测量CS与HOBt混合溶液中HOBt的自扩散系数,计算出复合物结合与解离的平衡常数K.     

基于NMR技术的溶菌酶在琼脂糖凝胶中的动力学研究

运用脉冲梯度场测量自扩散系数及自旋自旋弛豫时间测量核磁共振技术对鸡蛋清溶菌酶(HEWL)在琼脂糖凝胶中的动力学进行了研究.试验结果表明,HEWL在琼脂糖凝胶中的自扩散系数及自旋自旋弛豫时间较其在纯乙酸钠溶液中变小,说明琼脂糖凝胶的三维网状结构使HEWL分子整体运动及局部运动都受到阻碍.并且随着琼脂糖浓度的增大,凝胶网孔尺寸不断减小,HEWL分子运动受限程度加剧,从而蛋白质分子可以较长时间内停留在高浓度区,分子间更容易互相碰撞,发生反应,晶核生长得以促进.同时琼脂糖凝胶较小流体力学网孔尺寸抑制聚晶或沉淀的出现,晶体质量获得提高.