【摘 要】
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丝素为天然生物高分子材料,在分子结构和超分子结构上具有复杂性和非均匀性.国内外有关丝素蛋白质的研究,虽然随着各种先进仪器的应用和分析手段的拓宽正在不断深化,对丝素的
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丝素为天然生物高分子材料,在分子结构和超分子结构上具有复杂性和非均匀性.国内外有关丝素蛋白质的研究,虽然随着各种先进仪器的应用和分析手段的拓宽正在不断深化,对丝素的一级结构和晶区部分的二级结构已基本明了.然而,这些研究均未涉及丝素的表面结构及表面与本体在结构上的差异性.该文正是从这一空白点出发,采用XPS和FTIR(ATR)等无损伤性的表面直接分析法,辅之以化学溶落法,研究探索了丝素表面基本的化学和物理结构特性,并进一步研究了各种环境因素对丝素表面结构和理化性能的影响.丝素表面结构的X射线光电子能谱(XPS)分析表明:丝素表面富含C元素,并含有微量的S元素;蚕丝表面的胱氨酸大多以其氧化状态磺基丙氨酸存在.通过碘的示踪反应和对碘化后丝素表面的XPS分析表明:经日晒处理后的丝素表面C/I原子比升高,意味着光化反应引起丝素表面酪氨酸的破坏.从而,从表面化学的角度对蚕丝的光泛黄提出了新的诠释.通过溶落分析法、FTIR-ATR、氨基酸分析法发现,在日晒、高温、蛋白酶的作用下丝素的表面结构和理化性能都发生了变化.其中,丝素经过日晒后,其酪氨酸的含量下降较多,并导致其对活性染料的染色性能的下降.而在该实验范围内,日晒对丝素的结晶度影响不大.经过高温处理后的丝素,其酪氨酸的含量略有下降,而其结晶度显著提高,其原因在于高温使无规线团态的丝素蛋白随着氢键形式的变化(由分子内氢键转变为分子间氢键)向β折叠结构转变.结晶度的增加使染料的可及度下降,酪氨酸含量的下降使丝素与活性染料反应的亲核基团减少.因而,丝素经高温处理后,活性染料的上染率和固着率均为下降.丝素经蛋白酶处理后,结晶度有所增加,这是由于蛋白酶可以进入丝素的无定形区,切断某些化学键,使丝素部分溶落,从而使无定形区减少,结晶度增加.也可能是蛋白酶切断了丝素大分子的某些链段后,使其它分子链段容易运动和重组,导致结晶度的提高.酶处理也使部分酪氨酸溶落下来,使酪氨酸的含量有所降低.结晶度提高和酪氨酸含量降低的共同作用使活性染料在真丝上的染色性能下降.
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