【摘要】：淀粉作為天然多糖類高分子物質(zhì),不僅可生物降解,而且具有來源廣泛、價格低廉,無生物毒性和免疫原性等優(yōu)點,成為納米技術(shù)領(lǐng)域研究的重點項目�？v觀納米淀粉顆粒的研究歷史,大部分的文獻(xiàn)主要集中于制備方法的優(yōu)化和藥物靶向治療的應(yīng)用,而針對細(xì)胞吞噬不同粒徑納米淀粉顆粒量的研究鮮有文獻(xiàn)報道。本實驗室在了解相關(guān)研究背景基礎(chǔ)之上,采用不同方法制備了不同級別的納米淀粉顆粒,并通過熒光標(biāo)記技術(shù)進(jìn)一步拓展了納米淀粉顆粒在細(xì)胞領(lǐng)域的應(yīng)用。研究工作主要包括三個方面的內(nèi)容:一、納米淀粉顆粒的制備。本章以大米為原料,利用堿法提取得到大米淀粉,純度為89.17%,而蛋白質(zhì)含量僅為0.23%,可忽略不計,對后續(xù)熒光標(biāo)記實驗基本無影響。通過采用沉淀法、堿冷凍法、交聯(lián)法和酸水解法對上述大米淀粉進(jìn)行微細(xì)化處理,分別得到100、200、400、800 nm級的淀粉顆粒。并對納米淀粉的吸水率、溶液穩(wěn)定性、糊化性質(zhì)、形貌特征、紅外檢測、X-衍射等性質(zhì)與原大米淀粉進(jìn)行了比較研究。二、熒光標(biāo)記淀粉顆粒的制備。以不同級別的納米淀粉為原料,通過靜電結(jié)合,在納米淀粉顆粒上修飾了富含氨基的多聚賴氨酸分子,多聚賴氨酸上的部分氨基基團(tuán)與熒光分子異硫氰酸熒光素FITC發(fā)生反應(yīng),制備出了具有FITC熒光標(biāo)記的納米淀粉熒光探針,并對該探針進(jìn)行了熒光光譜掃描、熒光取代度、熒光穩(wěn)定性、細(xì)胞毒性分析。結(jié)果表明:納米淀粉可以在胺化后和FITC結(jié)合,達(dá)到熒光標(biāo)記的目的,取代度均滿足測試條件且不影響納米淀粉總體結(jié)構(gòu),生物活性高。在熒光納米淀粉濃度小于100μg/mL時,與天然淀粉對HeLa細(xì)胞的致死率相當(dāng),證明本實驗室所制備的熒光納米淀粉顆粒是一種低毒性的材料,為其在細(xì)胞生物學(xué)上的應(yīng)用提供一定的安全性保障。三、HeLa細(xì)胞吞噬熒光納米淀粉顆粒量及溶酶體標(biāo)記研究。以200 nm級的淀粉顆粒為代表,利用熒光信號同步指示作用,探討了納米淀粉的初始濃度、培育時間、培育溫度、培養(yǎng)基中有無血清對HeLa細(xì)胞吞噬納米淀粉顆粒量的影響,得到HeLa細(xì)胞吞噬納米淀粉顆粒量的優(yōu)化條件:在無血清的情況下,納米淀粉的初始濃度為200μg/mL,培育時間為6h,培育溫度為37℃條件下,HeLa細(xì)胞吞噬熒光納米淀粉顆粒的量最大,而且是一個耗能并隨時間逐步達(dá)到飽和的過程。此外,在優(yōu)化條件的基礎(chǔ)之上,還比較了 HeLa細(xì)胞對不同級別熒光納米淀粉吞噬量的差異,并考察了200nm級淀粉顆粒在細(xì)胞中的運(yùn)輸及定位情況。結(jié)果表明:HeLa細(xì)胞對100、200、400、800 nm級熒光淀粉和熒光原大米淀粉顆粒的吞噬量分別為296.37、322.14、125.52、47.66、3.42 μg/mg,說明粒徑較小的納米淀粉更容易進(jìn)入細(xì)胞,并且納米淀粉顆粒通過細(xì)胞膜表面進(jìn)入細(xì)胞后可很好的定位于溶酶體中,可作為一種新型的溶酶體標(biāo)記材料。
【圖文】：

淀粉的分子式是（Ｃ６Ｈ１Ｇ０５）ｎ，是由多個葡萄糖單元組成的高分子物質(zhì)。根據(jù)糖苷逡逑鍵連接位置上的差異，可將淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉是通過ａ－Ｄ－（ｌ，，４）逡逑糖苷鍵將小分子葡萄糖單元連接成聚合度高達(dá)７０００的線性大分子［３１，結(jié)構(gòu)式如圖１．１逡逑所示。有些淀粉的直鏈淀粉上也有少數(shù)的支鏈存在［４，５］，支鏈數(shù)為５？２１不等［６］。帶有逡逑多條支鏈的直鏈淀粉的分子質(zhì)量通常比單一線性直鏈淀粉的分子量要高。直鏈淀粉在逡逑新配制的溶液中呈線團(tuán)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，容易與溶液中的其它基團(tuán)絡(luò)合形成單螺旋結(jié)逡逑構(gòu)，如醇或碘等。在一定條件下，直鏈淀粉還可以形成雙螺旋結(jié)構(gòu)［７】。逡逑ＣＨｚＯＨ邐ＣＨ＾ＩＨ邐１邋ＣＨ？０Ｈ逡逑？邋ＯＨ邋Ｌ邋Ｈ邋0Ｈ邋Ｊｎ邋Ｈ邋0Ｈ逡逑圖１．１直鏈淀粉結(jié)構(gòu)示意圖【３】逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ａｍｙｌｏｓｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑支鏈淀粉是一種高度支化的大分子物質(zhì)，比直鏈淀粉分子大很多。支鏈淀粉的主逡逑鏈?zhǔn)怯桑铮簦模ǎ�，４）糖苷鍵連接的，每間隔２２個葡萄糖單元出現(xiàn)一個支鏈。支鏈通過逡逑ｃｔ－Ｄ－（ｌ，６）糖苷鍵連接，形成一種“樹”形結(jié)構(gòu)，聚合度氋達(dá)２００００００，分子質(zhì)量為逡逑１０６－１０７ｇ／ｍｏｌｔ３Ｉ

淀粉的晶體結(jié)構(gòu)逡逑粉是一種半結(jié)晶物質(zhì)，包括結(jié)晶區(qū)（定形區(qū)）和非晶區(qū)（無定形區(qū)）。結(jié)支鏈淀粉構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較致密，而非晶區(qū)主要由直鏈淀粉構(gòu)成，結(jié)構(gòu)相對支疏松，這種特殊的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)對于制備納米淀粉顆粒是有利的。如圖１．３的證明了淀粉內(nèi)部是由結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)交叉連接的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。其中，淀粉占的比例稱為結(jié)晶度，而支鏈淀粉的鏈長是決定淀粉結(jié)晶多態(tài)性的重要因此，淀粉晶體類型被分為Ａ、Ｂ和Ｃ型淀粉。Ａ型結(jié)構(gòu)是由２３？２９個葡支鏈淀粉構(gòu)成，支鏈淀粉外部直鏈與直鏈淀粉之間形成氫鍵，這種氫鍵的直鏈淀粉存在于Ａ型結(jié)構(gòu)淀粉中。Ａ型結(jié)構(gòu)主要出現(xiàn)在大米、玉米、小谷物淀粉中。Ｂ型結(jié)構(gòu)是由含有３０？４４個葡萄糖單元的支鏈淀粉構(gòu)成的，塊莖和球根莖類的淀粉中。Ｃ型結(jié)構(gòu)是由含有２６？２９個葡萄糖單元的支鏈型、Ｂ型結(jié)構(gòu)混合構(gòu)成的，主要存在于豆類糧食中。研宄表明，當(dāng)直鏈０增加到８４％時，結(jié)晶度也相應(yīng)的從４１．８％下降到１７．２％［１Ｚ１３］，淀粉的晶過Ｃ型轉(zhuǎn)到Ｂ型，由此可知，淀粉結(jié)晶度會隨直鏈淀粉含量的增加而減
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS231;R96;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2653273