γ-环糊精-金属有机骨架负载黄芪甲苷的制备及其性质研究

目的 以γ-环糊精-金属有机骨架(CD-MOF)为载体制备载黄芪甲苷(AST)的AST@CD-MOF并研究其对AST溶解度、溶出速率、稳定性及A549细胞凋亡的影响。方法 以溶剂孵育法将AST负载于CD-MOF中,采用环境扫描电子显微镜、氮气吸附脱附等手段表征AST@CD-MOF的形貌和吸附特性,同时对AST@CD-MOF的溶解度、溶出速率、稳定性及诱导A549细胞凋亡能力进行考察,并与环糊精包合物(AST@γ-CD)和原料药进行对比。结果 制备得到的AST@CD-MOF形貌呈均一的立方晶体,粒径约为140 nm,优化后的AST@CD-MOF载药量为(32.29±2.57)%,且具有良好的稳定性;AST@CD-MOF中AST的溶出速率和累计溶出百分率均得到显著提升,在6 h内的累计释放率达到80%以上;AST@CD-MOF诱导细胞的总凋亡比率可达68.18%,显著高于游离AST和AST@γ-CD。结论 CD-MOF显著提高了AST的水溶性和溶出速率,增强了AST诱导A549细胞凋亡的能力。

玉米芯-环糊精交联复合材料对染料分子的吸附性能

以玉米芯和β-环糊精为原料,通过一锅法制备了玉米芯-β-环糊精复合材料(CB-β-CD),通过FTIR、SEM、BET、热重分析仪对其进行了表征。考察了CB-β-CD对酸性品红(AF)和孔雀石绿(MG)在不同吸附条件下的吸附性能。结果表明,20 mL染料初始质量浓度为30 mg/L,加入10 mg吸附剂,吸附3 h,CB-β-CD对MG和AF的最大吸附量分别为52.16 mg/g和58.04 mg/g。MG在碱性条件下更有利于吸附剂的吸附,AF在酸性条件下更有利于吸附剂的吸附。AF和MG的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,整个吸附过程以单分子层化学吸附为主。经过5次循环使用,该材料的吸附性能仍可达到90%以上。

电化学方法下的聚β-环糊精吸附苯胺特征

聚β-环糊精(聚β-CD)是通过电化学合成法制备的一形状类似β-环糊精(β-CD)锥筒型的β-环糊精聚合物。苯胺是一种危害较大的环境污染物之一,聚β-CD包合吸附苯胺(An)的机制研究对今后聚β-CD去除苯胺具有重要的意义。在298.15~323.15 K的温度范围内,以电聚合法合成的聚β-CD/聚苯胺(PANI)复合材料的荷电量为吸附量,通过6种吸附等温模型(Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、Temkin、Henry和BET)和4种动力学方程(准一级动力学、准二级动力学、颗粒内扩散及Elovich方程)的拟合,考察了聚β-CD包合吸附苯胺过程中的等温模型及其吸附动力学特征。结果显示,在此温度范围内,Langmuir-Freundlich、Temkin等温吸附模型适合描述聚环糊精对苯胺的包合吸附,说明聚β-CD包合苯胺是单分子层与多分子层吸附共存,且其吸附热与温度呈线性关系,吸附热随表面覆盖率增加而下降;准一级动力学模型更适合模拟聚β-CD包合吸附苯胺的反应过程,表明聚β-CD包合吸附苯胺以物理吸附为主,因此聚β-CD可以应用于苯胺的去除。

静电纺丝紫苏醛/甲基-β-环糊精包合物纳米纤维的制备与表征

为提高紫苏醛(PA)的热稳定性和水溶性,扩展其应用,以甲基-β-环糊精(MβCD)为主体分子,PA为客体分子,通过静电纺丝技术制备了PA/MβCD包合物(PA/MβCD-IC)纳米纤维(PA/MβCD-IC-NF)。采用SEM、1HNMR、XRD、TGA、FTIR和分子模拟对PA/MβCD-IC-NF进行了表征和分析,测试了其相溶解度,评价了其抗氧化活性和抑菌性能。结果表明,PA已被成功地包裹在MβCD空腔中,形成PA/MβCD包合物;PA/MβCD-IC-NF为非晶体结构,直径分布较均匀且表面光滑,平均直径为(134±60)nm。质量浓度为12 g/L的PA/MβCD-IC-NF(2 cm×2 cm)在1 s内可完全溶解。与PA相比,PA/MβCD-IC-NF中PA的热稳定性和水溶性都显著提高。PA/MβCD-IC-NF的抗氧化活性明显高于PA,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑制率分别为96.2%±0.1%和94.0%±0.3%。

β-环糊精聚合物在水体污染物吸附中的应用

工业的快速发展使水体污染问题日趋严重且威胁人类健康。因此,针对水体污染物的去除治理迫在眉睫。高性能吸附剂的成功制备使吸附技术成为最具应用前景的技术之一。β-环糊精聚合物既保留了β-环糊精结构中具有吸附位点的羟基基团和空腔结构,又解决了β-环糊精单体在水体中易溶解及稳定性较差的问题,在去除水体污染物方面备受关注。然而,β-环糊精聚合物会因不同的制备方法而具有不同的吸附性能。该文详细阐述了交联型、星型、线型、固载型4种β-环糊精聚合物的结构特点及制备方法,综述了近年来对水体污染物中重金属、染料、内分泌干扰物等污染物的吸附机理和应用,并对其未来发展进行了展望。

β-环糊精对两亲聚合物黏度与分子量测定的影响

为探究β-环糊精(β-CD)的包合作用对两亲聚合物(丙烯酰胺、丙烯酸、十六烷基烯丙基氯化铵三元共聚物APC_(16))黏度及黏均分子量的影响,通过流变仪研究了β-CD包合APC_(16)溶液的黏度变化规律及影响因素,采用乌氏黏度计测定了APC_(16)包合体系的特性黏数,进而准确计算出无分子间相互作用下APC_(16)的黏均分子量。结果表明,在45℃、矿化度为3×10^(4)mg/L的条件下,β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶2时,APC_(16)溶液的临界缔合浓度升至5300 mg/L;β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶1完全包合时,APC_(16)溶液的临界缔合行为消失。在完全包合比下,温度在25~90℃变化时,包合体系的黏流活化能小于APC_(16)溶液的黏流活化能。随NaCl浓度的增加,包合体系的黏度下降更加平缓,包合强度增强。据此,可以应用β-CD包合作用消除疏水缔合来测定两亲聚合物的黏均分子量。单一APC_(16)的黏均分子量为537×10^(4)Da、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏均分子量为1292×104Da。当β-CD与APC_(16)物质的量比为1∶1、2∶1时,APC_(16)的黏均分子量分别为341×10^(4)、358×10^(4)Da。当β-CD与HPAM物质的量比为1∶1和2∶1时,HPAM的黏均分子量分别为1223×10^(4)、1272×10^(4)Da。HPAM的黏均分子量在包合前后的测定结果一致,证实β-CD包合法测定两亲聚合物分子量的有效性,为两亲聚合物疏水作用对黏度贡献和分子量测定提供新方法。

羟丙基-β-环糊精-姜黄素包合物的制备及其光动力杀灭沙门氏菌的机制

沙门氏菌是国内外引起人类食源性疾病最主要的食源性致病菌之一,开发新型有效的抗菌技术对保障食品安全至关重要。本研究利用羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)的包合作用,包合姜黄素(Curcumin,CUR)作为光敏剂,研究其介导光动力技术(Photodynamic Inactivation Technology,PDI)对食品样品中鼠伤寒沙门氏菌ATCC14028的杀菌效果及作用机制。设置乙醇浓度为40%、HP-β-CD与CUR摩尔比为2:1,在45℃条件下包合4 h时,所形成的CUR包合率最大,为60.08%,该包合物经结构表征后测定其水溶性显著(P<0.05)提高,达到3.98×10^(3)μg/mL。结果表明,当包合物质量浓度(以CUR浓度计)为20µg/mL,初始鼠伤寒沙门氏菌菌落数量级为106 CFU/mL时,LED蓝光(450 nm)照射40 min可使菌落数减少3.73 lg(CFU/mL),可杀灭47.92%~64.40%的耐药沙门氏菌,并且对即食生菜中的沙门氏菌也有一定的控制作用。在光动力技术处理后,沙门氏菌胞内产生了较高水平的活性氧,胞内容物明显减少,推测CUR-HP-β-CD介导的PDI可能通过破坏细胞膜结构达到杀菌抑菌的目的。本研究将光动力杀菌技术应用于食品安全领域,这为食品工业中防治沙门氏菌等食源性致病菌的污染提供了重要的理论基础和技术支撑。

金丝桃素-β-环糊精络合物的制备及其在小龙虾保鲜膜中的应用

目的探究魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan,KGM)、海藻酸钠(sodium alginate,SA)、巴西棕榈蜡(carnaubawax,CW)与金丝桃素-β-环糊精络合物(hypericin-β-cyclodextrin complex,Hyp-β-cd)制备的光敏性保鲜膜在4℃储藏条件下对小龙虾的品质影响。方法将制备的Hyp-β-cd加入到KGM、SA与CW溶液中,采用流延法制备光动力杀菌保鲜膜(KGM/SA/CW/Hyp-β-cd膜),通过核磁共振光谱(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)与荧光猝灭法验证了Hyp-β-cd的形成和活性氧(reativ oxygen species,ROS)的生成能力,然后用正交实验法对复合膜的制备进行优化。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射(X-ray diffrction,XRD)进行表征,最后,以pH、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、菌落总数及硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactants,TBARS)值做为指标对保鲜效果进行评估。结果NMR及荧光猝灭的结果表明Hyp-β-cd的形成和ROS的生成,通过正交实验法对复合膜的制备进行优化:KGM含量为0.7%(m/V,下同)、SA含量为1.2%、CW含量为0.6%、Hyp-β-cd含量为0.4%时,复合膜有最优机械性能,拉伸强度为51.84MPa,断裂伸长率为14.27%。SEM证明了各物质在复合膜中的均匀分布。FTIR与XRD结果表明,随着SA、CW与Hyp-β-cd的加入,KGM与SA之间形成氢键,提高了复合膜的物理性能,CW的加入减少了复合膜的微孔隙,其中水接触角从67.5°增加到88.7°,氧气透过率从32.96降低到22.37 m^(3)·μm/m^(2)·day·kPa。由KGM/SA/CW/Hyp-β-cd膜包裹且在黄色LED光源照射处理后的小龙虾,在第8d时TVB-N值为20.37mg/g,菌落总数为6.14lgCFU/g,TBARS值为0.85 mg/kg,pH超过7.6。结论KGM/SA/CW/Hyp-β-cd复合膜具有作为光敏性抗菌包装材料的潜在应用价值。

肉豆蔻精油/羟丙基-β-环糊精包合物对冷鲜猪肉的保鲜效果

为研究肉豆蔻精油/羟丙基-β-环糊精(nutmeg essential oil/hydroxypropyl-β-cyclodextrin,NEO/HP-β-CD)包合物对冷鲜猪肉的保鲜效果,采用不同浓度的包合物结合浸泡法、涂抹法和无纺布法处理冷鲜猪肉,每隔2 d测定菌落总数、pH、挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸值、质构、汁液流失率、色泽与感官指标。结果表明,NEO/HP-β-CD包合物添加量1%的无纺布法可有效降低贮藏过程中冷鲜猪肉的菌落总数、pH值、挥发性盐基氮含量,延缓猪肉质构特性与色泽劣变,提高感官品质;与对照组(6 d)相比,可延长贮藏期4 d。因此,NEO/HP-β-CD包合物添加量1%的无纺布法对冷鲜猪肉具有较好的保鲜效果。

高效液相色谱法测定α-环糊精的对甲苯磺酰化产物

单对甲苯磺酰-α-环糊精酯(mono-OTs-α-CD)是制备其他α-CD单衍生物的重要中间体。建立了一种测定α-环糊精对甲苯磺酰化反应产物的液相色谱新方法。3种不同碳位上(C3、C2和C6)的(mono-OTs-α-CD)在ODS柱上被完全分离,保留时间依次为7.70、10.08和12.18 min。它们在5~500 mg·L^(-1)范围内的线性回归方程分别为y=89.176 x-559.19(R^(2)=0.9990),y=87.917 x-430.16(R^(2)=0.9996)和y=70.529 x-24.259(R^(2)=0.9992),回收率为92.5%~102.3%,RSDs小于1.8%,检出限(LOD)较低(0.5 mg·L^(-1)),说明该方法的准确性和精密度较好,能满足反应监测要求。初步考察了原料投料比、反应温度、反应时间和反应体系酸碱度对单取代反应的影响,在优化的反应条件(投料比为1:2,反应温度为15℃,反应时间为15 min)下,C3位上的mono-OTs-α-CD产率可达34.84%(n=3)。

α-环糊精对糯米淀粉凝胶特性的影响

为探究α-环糊精对糯米淀粉凝胶特性的影响。以糯米淀粉为原料,将α-环糊精(质量分数0%~10%)与糯米淀粉共混,测定淀粉凝胶的微观结构、流变特性、糊化特性、质构特性和短程有序性。结果表明:随着α-环糊精的添加,淀粉凝胶网络结构中的孔洞分布变得均匀。此外,α-环糊精的存在降低了淀粉凝胶的G′、硬度、回生值,但显著提高了凝胶的弹性和透明度。傅里叶红外结果表明,糯米淀粉的短程有序性随着α-环糊精添加量的增加而逐渐下降,α-环糊精与糯米淀粉之间并未发生化学反应。

β-环糊精改性PCE对水泥流变及水化性能的影响

为了系统探讨β-环糊精(β-CD)改性聚羧酸减水剂(PCE),利用β-CD改性异戊二烯基聚氧乙烯醚(HPEG)单体得到β-CD/HPEG包合物,将β-CD/HPEG包合物部分取代HPEG,合成β-CD改性PCE,研究β-CD改性PCE对水泥流变性及水化性能的影响。结果表明:将β-CD插入侧链具有较高的空间位阻效应。β-CD修饰PCE的分散性能随β-CD/HPEG包合物的添加量而变化。β-CD改性PCE的分散效果是由β-CD/HPEG包合物空间位阻及-COO-和-OH基团吸附在水泥表面产生的静电斥力引起。β-CD改性PCE对水泥水化的抑制作用增强,导致诱导期延长,早期水化产物减少。但由于β-CD改性PCE的分散性能增强,28 d水化度得到提高,使得水化产物生成量增加。

基于β-环糊精的高矿化度水中曲拉通X-405的检测新方法

油田压裂用水矿化度高,为了降低压裂用水对紫外光谱法检测聚乙二醇叔辛基苯基醚(曲拉通X-405)产生的影响,采用添加适量β-环糊精(β-CD)作为屏蔽剂来消除压裂用水的干扰作用。研究结果表明,压裂用水能明显降低曲拉通X-405的吸光度和临界胶束浓度(cmc),在压裂用水中,100.0 mg/L曲拉通X-405在最大吸收波长224 nm处的吸光度降幅达6.67%,曲拉通X-405的cmc也由蒸馏水中的103.978 mg/L降低至97.056 mg/L。加入与曲拉通X-405相同物质的量的β-环糊精后,压裂用水对曲拉通X-405吸光度的干扰作用显著降低,100.0 mg/L曲拉通X-405在224 nm处的吸光度降幅仅为1.99%,在20.0~160.0 mg/L范围内,曲拉通X-405在蒸馏水中及在压裂用水中均没有形成胶束,曲拉通X-405的检测回收率也由88.3%~97.4%改善至97.5%~99.6%。等摩尔连续变化法、FT IR及^(1)H NMR结果表明,在水溶液中曲拉通X-405与β-CD按物质的量比1∶1形成包结物,曲拉通X-405分子可以分别从β-CD分子空腔的宽、窄口径两端进入β-CD内腔,包结物的屏蔽作用是降低压裂用水对曲拉通X-405的干扰作用的根本原因。该方法为准确检测高矿化度压裂用水中的曲拉通X-405提供了新参考。

磺酸化β-环糊精催化合成二苯并[b,i]氧杂蒽四酮

β-环糊精是一种由微生物发酵所生产的环状低聚糖,具有廉价易得、无毒无害、可生物降解等特点。通过β-环糊精和氯磺酸的反应,制备了磺酸化β-环糊精(β-CD-SO_(3)H)。在无溶剂条件下,β-CD-SO_(3)H催化不同取代基的芳香醛与2-羟基-1,4-萘醌反应,以85%~95%的产率合成了一系列13-芳基-5H-二苯并[b,i]氧杂蒽-5,7,12,14(13H)-四酮衍生物。β-CD-SO_(3)H具有制备方法简单、生物相容性优良、回收利用便捷等优点,符合绿色化学的发展方向,具有较好的工业应用前景。

β-环糊精金属有机骨架材料HPLC手性柱拆分噁唑禾草灵

合成了以β-环糊精和间羧基苯磺酰氯为有机配体、钾离子为配位离子的金属有机骨架材料(MOF)键合在高效液相色谱硅珠上,构建了高效液相色谱(HPLC)手性固定相(β-CD-MOF-P20@SiO_(2))新型材料,以此作为HPLC固定相,在反相色谱模式下,以乙酸铵-三乙胺/乙酸缓冲液和乙腈为流动相,优化流动相配比、缓冲液pH值、浓度和流速等色谱条件,获得了噁唑禾草灵两对映体最佳分离度,可达9.89。两对映体色谱峰响应信号与消旋体浓度在6.20×10^(-6)~2.99×10^(-4) mol/L范围内的线性相关性好(r=0.996 2~0.999 9),该MOF材料为噁唑禾草灵单一对映体定性、定量及制备提供了新方法。

贮藏温度对β-环糊精稳定南极磷虾油Pickering乳液的影响

为研究不同贮藏温度(4,25℃和37℃)对β-环糊精稳定南极磷虾油Pickering乳液的影响并确定其货架期,首先采用高速剪切的方法制备南极磷虾油Pickering乳液,乳液的粒径为13.64μm、电位为-38.14 mV,离心稳定性为85.34%。然后,以乳液的外观和微观变化、粒径、ζ-电位、离心稳定性、层析指数、过氧化物值(POV)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)为指标,研究不同贮藏温度对乳液的影响,结果表明:温度越高,乳滴分子的布朗运动越激烈,发生聚结的速率越快,乳液失稳所需时间越短。在4,25℃和37℃条件下,乳液贮存的货架期分别为28,16 d和8 d。本研究为南极磷虾资源的开发和利用提供了技术参考。

小茴香挥发油 β -环糊精包合物的制备、 表征及稳定性研究

目的:制备小茴香挥发油β-环糊精包合物并对其进行结构表征及稳定性研究。方法:以小茴香挥发油包合率、包合产率、包合物中反式茴香脑的含量建立综合评分指标,探究小茴香挥发油与β-环糊精比例、包合温度、包合时间对其的影响,设计正交试验优化制备工艺。通过扫描电镜(SEM)法、薄层色谱(TLC)法、傅立叶红外光谱(IR)法、差示扫描量热(DSC)法进行表征。最后采用光照、高温、高湿试验考察包合物稳定性。结果:由饱和水溶液法得到最佳条件为挥发油与β-环糊精比例1∶8(mL/g),包合温度40℃,包合时间60 min,该条件下小茴香挥发油包合物的包合率为96.90%,包合产率为93.61%,反式茴香脑含量为6.81%,综合评分为99.68;所得包合物为白色粉末,质地疏松,包合效果较好。经扫描电镜法、薄层色谱法、傅立叶红外光谱法、差示扫描量热法表征发现,包合物已经形成。其在光照(4000 lx)5 d内稳定性良好,高温(60℃)下包合物中挥发性成分容易流失,在相对湿度大于75%时会潮解结块,在光照时间较长,高温高湿的条件下,包合率和反式茴香脑含量明显降低。结论:最佳包合工艺的包合率、包合产率较高,工艺稳定。贮藏在常温干燥密封的环境下,小茴香挥发油β-环糊精包合物较小茴香挥发油稳定性良好。

β-环糊精/茶多酚包合物制备及其对涤纶织物的抗菌消臭性能

以具有空腔结构的β-环糊精(β-CD)为主体、天然抗菌剂茶多酚(TP)为客体,通过共沉淀法制备β-CD/TP包合物。利用红外光谱(FTIR)、广角X射线衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)及差示扫描量热仪(DSC)等分析技术对包合物的化学结构、相态结构、形态结构和热性能进行系统研究。通过单因素法研究包合比例、包合时间和溶液静置时间对TP包合率、产率及负载率的影响,结果表明:当β-CD与TP的包合比例为1∶1、包合时间为15 h、溶液静置时间为24 h时,包覆效果最优,包合物的产率为76.2%、包合率为29.2%、负载率为7.7%。通过化学接枝法制得具有良好抗菌消臭性能的β-CD/TP包合物/涤纶织物,当β-CD/TP包合物占织物质量的5%时,该织物对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的抑菌率分别达94.5%和92.6%,对氨气的消除率均可达99.9%。

共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000(PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响。结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构。添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4%时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1848 L/(m^(2)·h·bar),BSA截留率为90.43%。添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强。改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98%以上。

羟丙基-β-环糊精/臭氧包络物氧化降解多种有机物研究

为延长臭氧的半衰期,保留其选择氧化性,通过羟丙基-β-环糊精与臭氧包络的方式。研究了臭氧/羟丙基-β-环糊精包络物(O_(3)/CD)的氧化特性,研究对比了两种不同液相制备方法制备包络物的氧化性能,探究了O_(3)/CD对靛蓝三磺酸盐(indigo)、2,2-联氮-双-(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐(ABTS)以及甲基橙(MO)的氧化特性,O_(3)/CD能够延长臭氧的半衰期,并提高其氧化性,在环糊精溶液中通入臭氧的氧化性明显优于文献报道的方式,在通入饱和臭氧下,表现出较高的氧化性能,向0.5 mmol/L的环糊精溶液中通入10 mg/L的臭氧后,对Indigo、ABTS和MO均表现出较强的持续氧化能力,为水体和土壤污染物氧化修复提供了新的路径。