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虎乳灵芝(Lignosus rhinocerotis)是一类食药两用的真菌,多糖类化合物是其中含量最丰富的活性组分之一。课题组前期研究发现虎乳灵芝多糖(LRP)体系可由溶液向胶束转变,因此本文借助荧光芘探针和原子力显微技术进一步研究LRP的溶液胶体行为,以及超声对LRP的溶液凝胶转变和分子形态的影响;同时超声辅助制备了虎乳灵芝多糖硒纳米复合物(LRP-SeNPs),探究超声在LRP-SeNPs复合体系的结构形态和稳定性的作用机制,以及超声对LRP-SeNPs的抗氧化活性和非酶糖基化抑制作用的影响。本文不仅阐述了超声对大分子聚集态结构的作用机制,而且为后续LRP及LRP-SeNPs作为食药保健产品的开发利用奠定基础。主要的研究结果如下:1.由荧光芘探针图谱可知LRP随着浓度的增加由溶液向胶束转变,体系存在临界缔合浓度(CAC)。进一步通过荧光芘探针法探究25℃下不同的超声时间(0、1、10和60 min)对LRP溶液形成凝胶的CAC的影响。结果显示随着超声时间的延长(0-10 min),LRP的CAC会减小(2.5→1.8 mg/mL),即加速凝胶的形成;当超声时间达到60 min,LRP体系结构遭到破坏,溶液变浑浊。此外测定了不同温度(4和25℃)下LRP溶液的CAC,发现温度过低(4℃),会导致CAC增大,即抑制凝胶的形成,表明4℃时LRP的稳定性较好,25℃是较为合适的凝胶形成温度,25℃下超声10 min的LRP溶液在较低浓度下(1.8mg/mL)可形成胶束。2.采用原子力显微镜(AFM)对25℃下不同超声处理时间的LRP进行观察,发现未超声处理的LRP,其分支链会进行自发的缠结,当缠结到一定程度时,会集聚成球。球状聚集体导致了分子内空间位阻的增大,不利于疏水微区的形成,芘分子难以进入到疏水微区内部,I1/I3值较大且下降较慢。随着超声时间的延长,原本以球形聚集体为主的LRP会不同程度的解缠结,变成一个个单独的分支链,这些单独的分支进一步会发生不同程度的交叉重叠形成一个网络结构,整个体系稳定性增加。超声空化有效减小了分子内的空间位阻,促进了LRP疏水表面的缔合,体系内产生了大量的疏水微区,有利于芘分子增溶进入疏水微区,I1/I3快速下降,CAC值减小为1.8 mg/mL。但当超声时间进一步延长,整个网络结构体系会被破坏,LRP分子形成球形或者不规则的大聚集体。结果表明超声10 min,LRP形成均匀支链搭建的网络结构,塑性较强,稳定性较好。3.采用AFM对LRP在DMSO和0.25 mol/L的DMSO/LiCl体系中结构进行观察,发现LRP在DMSO和DMSO/LiCl体系中呈现粒径20-40 nm的球形颗粒。相比于水溶液体系,LRP在DMSO和DMSO/LiCl体系中粒径更小,分布更加均一且无明显聚集,表明DMSO和DMSO/LiCl体系有利于LRP的稳定。4.以支化结构的LRP为模板,超声辅助制备了稳定的LRP-SeNPs。采用UV-VIS,FT-IR,XRD,DLS,EDX,TEM和HRTEM等方法探究超声对不同Se/LRP比值下LRP-SeNPs的粒径,形态分布和稳定性的影响。结果显示Se与LRP以物理吸附的方式结合,并没有破坏化学键。同时,超声使得LRP-SeNPs的粒径变小,粒径集中分布在70-200 nm范围,分布更均一,稳定性提高。由于超声空化效应,支化LRP的缠结链被部分解开,其致密的线团结构变得松散。使得SeNPs容易扩散到LRP内部分支并稳定于分支链中,而不是聚集在LRP表面。超声处理的LRP-SeNPs的最小粒径约为50 nm,Se/LRP比为1/10和1/15时具有最佳的稳定性,可以稳定储藏16天且粒径保持在200 nm以内。结果表明,超声在LRP-SeNPs的粒子分散、尺寸控制、稳定性等方面起着至关重要的作用。5.研究了LRP-SeNPs的抗氧化活性和非酶糖基化抑制作用,对其结构与活性关系以及超声的作用进行了探讨。结果表明,LRP-SeNPs清除ABTS、DPPH自由基的能力皆强于单一的LRP,并且超声处理能显著提高自由基清除能力。其中Se/LRP比为1/10对ABTS和DPPH自由基的清除率分别为52.24%,22.09%,经过超声处理以后清除率分别提高到83.18%,52.31%。这主要归因于超声可以减小LRP-SeNPs的尺寸,增加比表面积,从而提供足够的活性位点与自由基反应,抑制氧化反应。采用荧光光谱仪和SDS-PAGEs从糖基化反应的不同阶段研究超声处理的虎乳灵芝多糖硒纳米复合物U-LRP-SeNPs对糖基化过程的抑制作用。研究表明,终浓度为0.6 mg/mL U-LRP-SeNPs能有效抑制糖基化反应中后期的二羰基化合物的形成,其中Se/LRP比为1/15和1/10时,抑制率分别为50%和46%;U-LRP-SeNPs能有效抑制反应末期糖基化产物(AGEs)的形成,其中Se/LRP比为1/15和1/10时,抑制率保持在20%和30%。利用SDS-PAGE检验了U-LRP-SeNPs对AGEs的抑制效果,发现与荧光光谱仪所测结果趋势一致。