单分子链长法测量多糖相对分子质量制造技术

本发明专利技术涉及相对分子质量计算领域，特别是多糖生物材料相对分子质量的计算。该方法包括生物材料单分子链的制备表征和相对分子质量计算两个方面。此发明专利技术中，以壳聚糖为例介绍计算多糖相对分子质量的具体方法。制备方法包括壳聚糖溶液配制，样品制备，多根壳聚糖单分子链扫描。计算方法包括统计壳聚糖长度和确定壳聚糖分子式中重复单体的长度，根据公式计算出待测样品壳聚糖的相对分子质量。在具体操作中，针对不同种类的多糖，首先图像表征得到一定数量的待测样品的单分子链长；其次确定分子式中单体长度，最后根据公式进行统计计算。本发明专利技术为多糖相对分子质量的测定提供了一种简单便捷的方法，并为多糖特性的研究打下了坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
单分子链长法测量多糖相对分子质量
本专利技术涉及生物分子相对分子质量计算领域，特别是多糖类生物分子相对分子质量的计算。
技术介绍
测量多糖分子量的方法有凝胶色谱法、光散射法、渗透压法、粘度法、端基法、蒸汽压渗透计法、超滤法、质谱法等。其中，凝胶色谱法是比较常用的方法，它是利用样品中不同分子的直径大小不同在流入凝胶色谱柱过程中，洗脱时向下移动速度的快慢来进行分子筛选的。此方法先根据已知分子量样品建立标准曲线，从而测得待测样品的相对分子量。再者，光散射法是根据平行光光通过溶液时因溶质分子的大小程度不同而产生不对称的散射光，通过测定散射光的不对称程度进而求出待测样品的相对分子量。渗透压法是根据水分子可以自由通过半透膜而多糖分子不可以，进而使装有多糖溶液的透析袋与透析袋外的溶剂水形成一定的渗透压，然后用范特荷甫公式求出待测样品的相对分子质量。粘度法：当温度和溶剂一定时，同一聚合物的特性粘数与其分子量之间的关系可用MH方程表示，即：在一定的分子量范围内，K、α是与分子量无关的常数，测得，即可知道相对分子质量。端基法是通过测定单位重量样品中所含可测端基的数目，从而计算待测分子的分子量。同时，利用端基法测量相对分子质量需要待测样品具备两个条件：(1)每一个分子链端须具有可以用化学方法作分析的基团，以便采用相应的定量分析方法对该端基作定量分析。(2)待测分子的每一个分子链，它所含可测端基的数目，不但明确，而且应有固定不变的数目。蒸汽压渗透计法是通过测定在充满溶剂饱和蒸气的恒温密闭容器内的一滴聚合物溶液和一滴纯溶剂之间的温差来计算聚合物溶质分子量的方法。另外，超滤法测多糖的分子量是利用具有合适的分子量截留值的超过滤膜，以各种已知分子量不同的多糖作标准进行超滤从而测得百分滤过量，然后以百分滤过量对分子量作图得出标准曲线，在相同超过滤膜和相同测定条件下测定待测样品的百分滤过量，比对标准曲线获得近似的分子量。最后质谱法是则是根据电磁学原理，对荷电分子或亚分子裂片依其质量和电荷的比值进行分离和分析的方法。以上不包括端基法和质谱法的其它所有方法中，都是采用宏观方法对待测样品进行平均分子质量的测算，它们均不能得出相对分子质量的分布范围。同时，这些方法都是利用大量待测样品的溶液进行分子量的测算，并不适合于少量的样品。虽然端基法和质谱法是进行微观测量，可以解决上述问题，但是端基法对样品要求较高，必须满足每一个分子链端须具有可以用化学方法作分析的基团并且可测端机数目固定不变的条件，并不适用于一般的普通样品，而质谱法对实验条件要求过高，必须在真空条件下进行。本专利针对样品总量少的一般普通多糖样品，专利技术了一种可以在普通实验条件下进行，并且完全不同于上述多糖相对分子量测定方法的方法：单分子链长法。此方法通过统计待测样品的多根单分子链长，计算分子式中单体的重复个数，进而确定待测样品的相对分子质量。与上述各种方法相比较，此方法简单直观便捷，易于完成，并可推广到具有直链型分子结构的有机化合物的相对分子量测定领域。
技术实现思路
本专利技术提供了一种测定多糖类分子相对分子质量的方法，首先调控实验参数，目的是在基底表面制备多根多糖单分子链；然后通过统计单分子链的长度，根据计算公式，最后计算出待测多糖分子的相对分子质量。其整个测定过程的流程图如图4所示：图中，利用长度标尺测出多糖单分子链长度为Ln；M为待测样品的相对分子质量；M单体为多糖分子式中单个重复单元的相对分子质量，可以根据其化学结构式计算获取；Lo为M单体的长度，通过文献或者结构式计算测量获取。下面，以壳聚糖分子为例，对整个测定多糖相对分子质量的过程进行详细的介绍。(1)壳聚糖多根单分子链的制备根据文献，壳聚糖可以溶解于不同程度的弱酸溶液中，所以，将壳聚糖粉末溶于由氢氧化钠和乙酸及去离子水配制的pH值为4.6的乙酸钠溶液中并进行搅拌6.5小时，充分溶解后稀释，摇匀，汲取定量的溶液滴加在新解离的云母表面上，室温下自然挥发晾干。其中，所述壳聚糖选用的分子量为114200±2500道尔顿，溶剂为PH等于4.6的由氢氧化钠和乙酸、去离子水调配的混合液(简称乙酸钠溶液)，所配成的壳聚糖原溶液的浓度为0.2g/L，经三次稀释后，溶液浓度降为0.0005g/L。其中，搅拌使用的是磁力搅拌器，通过搅拌6.5小时使壳聚糖溶液充分溶解。其中，所述汲取壳聚糖溶液的剂量为10μL。其中，所述基底为亲水性基底，而且基底带负电性。其中，所述基底为云母。其中，基底的面积为1cm2。(2)单分子链长度Ln测定利用原子力显微镜获得一定数量的壳聚糖单分子链的形貌像。利用图像处理软件导出所有壳聚糖单分子链长度Ln的数据。其中，原子力显微镜的型号为：安捷伦5500。其中，图像处理软件为SPTPTM。(3)壳聚糖相对分子质量M的计算壳聚糖的分子式为(C6H11NO4)n，根据计算和文献得到壳聚糖的单体长度L0(C6H11NO4)为0.52纳米。利用图像处理软件测定所有壳聚糖单分子链长度Ln的数据，并利用origin软件统计所有分布区域的单分子链长和在一定长度范围内链长出现的频率，利用公式n＝Ln/L0算出每个单分子链长中单体重复个数n，则每个壳聚糖单分子链长对应的相对分子质量为M(M＝M单体*n)，最后统计所得数据并作图分析。其中，所述壳聚糖单体M单体为C6H11NO4。其中，壳聚糖的单体长度为L0。其中，所述壳聚糖单分子链长度Ln为多个数据。其中，所述重复单元的个数n也为多个数据，分别与Ln对应。其中，壳聚糖单体M单体相对分子质量计算为：M单体＝12*6+1*11+14*1+16*4＝161。总之，利用简单的机械搅拌配制出壳聚糖溶液，通过有效的形貌表征手段获得多糖分子单分子链的形貌、长度、分布均匀性以及单分子链的数目，结合图像处理软件导出所有单分子链的长度，并通过常用的origin软件对所有单分子链长度进行统计，最后利用简明的计算公式，获得待测样品的相对分子质量。此测定方法中所涉及的计算公式直观明了，实验操作简单方便，并具有较大的应用范围。附图说明图1为本专利技术实验过程中典型的多根壳聚糖单分子链的形貌图。图2为本专利技术中多根单分子链长度的统计图。图3为本专利技术中测定的壳聚糖的相对分子质量。图4为单分子链长法的简单示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施方案进行详细描述。本专利技术以一种壳聚糖分子为例测定多糖相对分子质量，提出了一种利用多糖单分子链长来计算相对分子质量的新方法，此方法不但简单便捷，易于完成，而且具有较高的精确度，对多糖特性的研究打下了坚实的基础。实验中，利用AFM对多批样品进行扫描，获取多糖单分子链的形貌像，并对其进行分析。本专利技术中AFM表征样品的制备流程如下：步骤101：壳聚糖溶液的制备将壳聚糖粉末加入由氢氧化钠和乙酸及去离子水配制的pH值为4.6的乙酸钠溶液中，搅拌六个半小时充分溶解后，制成壳聚糖原溶液。步骤102：若要得到壳聚糖单分子链，需将壳聚糖原溶液在室温下进行多次稀释，最终壳聚糖溶液的浓度为0.0005g/L。步骤103：壳聚糖单分子链的制备将经过酸催化后的新鲜壳聚糖溶液滴加在新解离的云母基底上，在室温下自然挥发晾干，然后利用AFM进行形貌表征，其典型结果如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
单分子链长法测量多糖相对分子质量，由于多糖种类和数量较多，我们以选取一种多糖——壳聚糖为代表，来对我们整个单分子链长法测定多糖相对分子质量的过程进行一个详细的介绍，其特征是：取壳聚糖粉末加入由氢氧化钠和乙酸及去离子水配制的pH值为4.6的乙酸钠溶液中作为水解催化剂，在常温下搅拌使壳聚糖充分溶解，得到壳聚糖原溶液。将壳聚糖原溶液进行一定比例的稀释之后，汲取一定量溶液滴加在云母片上，待溶剂在室温下自然挥发，得到壳聚糖单分子链。通过原子力显微镜扫描成像并统计单分子链的长度分布，根据壳聚糖分子式中单个重复单元的长度算出所有重复单元的个数，进而得知壳聚糖的相对分子质量。

【技术特征摘要】
1.一种利用单分子链长法测量多糖相对分子质量的方法，其特征在于：所述多糖为壳聚糖，步骤如下：（1）取壳聚糖粉末加入由氢氧化钠和乙酸及去离子水配置的pH值为4.6的乙酸钠溶液中，在常温下搅拌使壳聚糖充分溶解，得到浓度为0.2g/L的壳聚糖原溶液；（2）将壳聚糖原溶液稀释至浓度为0.0005g/L，汲取稀释后的壳聚糖原溶液滴加在云母片上，待溶剂在室温下自然挥发，得到壳聚糖单分子链；（3）通过原子力显微镜扫描成像并统计单分子链的长度分布，根据壳聚糖分子式中单个重复单元的长度算出所有重复单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，刘波，李银丽，赵慧玲，韦志超，李川，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：