泥鰍體表黏液的流變行為及黏液糖蛋白的功能與超分子結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、生物黏液是廣泛存在于動(dòng)植物器官表面的多功能復(fù)雜流體。黏液具有凝膠結(jié)構(gòu)，但可以流動(dòng)，是天然的生物弱凝膠。黏液常在外力刺激下發(fā)生流動(dòng)變形，故流變行為對(duì)其正常發(fā)揮功能至關(guān)重要。黏液還可有效降低異物對(duì)器官的摩擦作用，具有優(yōu)異的潤(rùn)滑功能。本論文獲取了淡水魚泥鰍的體表黏液，分離出黏液的凝膠構(gòu)成物，并考察其流變行為、超分子結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑行為，闡明了生物黏液結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)聯(lián)。
　　論文研究了泥鰍體表黏液的動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)流變行為，發(fā)現(xiàn)黏液具有弱凝膠的流

2、變特性，且呈現(xiàn)較為特殊的流變響應(yīng)。在動(dòng)態(tài)應(yīng)變掃描過程中，黏液的結(jié)構(gòu)破壞過程分為兩個(gè)階段;在穩(wěn)態(tài)掃描過程中，隨著剪切速率（應(yīng)力）的增大，黏液依次呈現(xiàn)剪切增稠和三段剪切變稀行為，隨著剪切速率（應(yīng)力）的降低，黏液呈現(xiàn)單一的剪切變稀和兩種滯后行為;在峰值保持實(shí)驗(yàn)中，隨著剪切時(shí)間的延長(zhǎng)，黏液在低剪切速率（應(yīng)力）下呈現(xiàn)震凝性，在高剪切速率（應(yīng)力）下呈現(xiàn)觸變性。第一段剪切變稀向第二段剪切變稀的轉(zhuǎn)變與震凝性向觸變性的轉(zhuǎn)變發(fā)生在相同的剪切速率（應(yīng)力）。<

3、br>　　本文采用簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的辦法，提取了泥鰍體表黏液的結(jié)構(gòu)物質(zhì)——泥鰍體表黏液糖蛋白(LSM)。LSM含有30 wt％的氨基酸，5wt％的唾液酸，唾液酸帶有羧基，故LSM在水溶液中顯負(fù)電性。LSM為線性分子，分子長(zhǎng)度為100～1000nm，寬度約為15 nm。在水溶液中，LSM可發(fā)生疏水締合，生理濃度下，疏水締合作用使LSM水溶液復(fù)現(xiàn)了黏液的凝膠結(jié)構(gòu)。LSM與高等哺乳動(dòng)物黏液糖蛋白具有相同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，它們應(yīng)屬于一類物質(zhì)。
　　在

4、水溶液中，LSM可軸向自組裝成微米級(jí)長(zhǎng)纖維。纖維間可發(fā)生橫向疏水締合，隨著濃度升高，依次締合形成枝化纖維及纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在纖維網(wǎng)絡(luò)中，橫向疏水締合體以纖維捆的形式存在，直徑為幾十至幾百納米。纖維捆連接不同的纖維，起交聯(lián)作用，纖維捆間連有橫向締合程度較低的松散纖維。LSM纖維網(wǎng)絡(luò)的流變行為與黏液原液的流變行為基本相同，其呈現(xiàn)兩種流變響應(yīng)，對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中的兩種結(jié)構(gòu)，即纖維捆及纖維捆間的松散纖維。LSM與大多數(shù)黏液糖蛋白的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相同，故纖維

5、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)是大多數(shù)黏液凝膠的共性。
　　LSM水溶液具有較好的潤(rùn)滑效果，可有效降低親水及疏水硅橡膠表面的邊界摩擦系數(shù)。在疏水硅橡膠表面，LSM水溶液的邊界潤(rùn)滑效果隨測(cè)試時(shí)間的延長(zhǎng)保持穩(wěn)定;在親水硅橡膠表面，邊界潤(rùn)滑效果隨測(cè)試時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸變差。不同于傳統(tǒng)的高分子潤(rùn)滑劑，LSM水溶液的邊界潤(rùn)滑功能不是LSM緊密吸附層導(dǎo)致的。當(dāng)且僅當(dāng)濃度高于臨界分子間締合濃度時(shí)，LSM水溶液才具有邊界潤(rùn)滑效果。采用表面活性劑破壞LSM的分子間締合作用