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第一部分是利用绿色化学的方法将两种等电点非常接近的球状蛋白——等电点在pH4.8的白蛋白和等电点在pH6.4的卵转铁蛋白——在特定的pH值下加热,通过二者的静电和疏水相互作用、氢键以及二硫键自组装制备纳米水凝胶,整个制备过程没有其它溶剂和化学试剂,除了调节pH时使用了HCl和NaOH。对这两种蛋白质通过加热变性进行自组装的条件进行了详细的研究,包括溶液的pH、反应物浓度和组成、反应温度和反应时间对组装形成的纳米凝胶的粒径大小、分布和稳定性的影响,找到了最佳的制备条件。用透射电镜、原子力显微镜和动态/静态光散射观察了所制备的纳米粒子的大小和形貌,证明粒子在溶液中和干燥以后都是球形,根据制备条件的不同,粒径在100-220 nm之间变化,并且具有很大的溶胀比,即我们所制备的球形纳米粒子是一种纳米水凝胶。我们用ζ电位分析了纳米凝胶所带的电荷,证明纳米凝胶具有两性电荷,当pH<5.5时,粒子带正电荷;当pH>5.5时,粒子带负电荷。纳米凝胶由于粒子表面所带的电荷趋于零在pH 5-6时会形成可以再分散的二次聚集体。为了解决此问题,我们用安全无毒的Maillard反应,将葡聚糖的末端羟基与白蛋白分子表面的氨基进行偶联,然后将接有葡聚糖的卵白蛋白与卵转铁蛋白进行组装,得到了在全部pH条件下都可稳定分散的纳米凝胶。我们以苯甲酸为药物模型,利用纳米凝胶内部具有疏松的网络结构和电荷性质以及蛋白质分子变性后暴露在分子表面的大量疏水基团研究了该纳米凝胶体系对带电荷和疏水基团的小分子药物的包埋。
第二部分我们研究了两种不同结构的蛋白,球蛋白卵白蛋白和链状蛋白酪蛋白,与茶多酚的相互作用,在蛋白和茶多酚形成不溶性复合物的pH范围内,通过Maillard反应将亲水链段葡聚糖接枝到蛋白质上,然后和茶多酚混合,可以有效阻止蛋白一茶多酚不溶性复合物的形成。我们研究了不同分子量的葡聚糖,蛋白多糖的比例和Maillard反应时间对蛋白质和茶多酚相互作用的影响。对两种蛋白的研究表明蛋白多糖接枝物可以有效结合茶多酚,提高水溶液中茶多酚的含量,其中最有效的蛋白多糖接枝物是葡聚糖的分子量为62 kDa,多糖和蛋白质量比为10:1,Maillard反应时间为48h的接枝产物。作为富含脯氨酸的链状蛋白,酪蛋白和茶多酚的结合更强,其相应的接枝产物结合茶多酚的效率超过40%,并且这个体系经历了90℃加热10 min后,溶液性状及结合茶多酚的效率都没有大的改变。