反胶束萃取蛋白质的分子模拟

发布时间：2017-10-18 10:04

  本文关键词：反胶束萃取蛋白质的分子模拟

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【摘要】：反胶束萃取是一项传质快,易于大规模操作的液-液分离技术。本课题使用耗散粒子动力学(DPD)介观模拟方法,研究了表面活性剂分子、有机相和水相之间在介观尺度上的相互作用,探讨了表面活性剂和蛋白质分子在有机相中的聚集状态。对反胶束自组装行为进行模拟,直观的观察到反胶束的介观结构,该结构与实际的反胶束结构一致。对蛋白结构做类似聚合物“单体”的处理,从而把蛋白结构转化为介观结构,应用于DPD的模拟中。对于CTAB/异辛烷/正已醇体系,往体系中添加溶菌酶和木瓜蛋白酶作为目标蛋白物质。模拟结果表明CTAB反胶束能很好的包裹蛋白质,使蛋白质稳定存在于反胶束内核中,达到萃取的目的。根据DPD模拟结果,课题研究了CTAB/异辛烷/正已醇反胶束体系萃取木瓜蛋白酶的效率。对前萃水相pH、离子强度、促溶剂和后萃水相pH等关键因素的影响进行研究。实验结果表明,低酶浓度情况下,[CTAB]=0.02 mol/L,正已醇/异辛烷(V/V)=1：5,相体积比=1：1,前萃pH=10.5,后萃pH=5.2,后萃[GuHCl]=0.2 mol/L。前萃添加15%乙醇(V/V),前萃率达到76.9%；后萃添加20%乙醇(V/V)时,后萃率达到98.7%。木瓜蛋白酶总的回收率能达到75.9%。萃取实验表明,木瓜蛋白酶使用CTAB/异辛烷/正已醇体系能得到一个很好的萃取效果,证实了分子模拟的预测。
【关键词】：分子模拟 耗散粒子动力学 反胶束萃取 蛋白质
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O658.2;O629.73
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-18
• 1.1 反胶束萃取10-12
• 1.1.1 反胶束萃取蛋白质的基本原理10-11
• 1.1.2 表面活性剂11
• 1.1.3 反胶束萃取蛋白质的影响因素11-12
• 1.2 分子模拟原理和方法12-14
• 1.2.1 分子力学方法12-13
• 1.2.2 蒙地卡罗算法13
• 1.2.3 分子动力学模拟13
• 1.2.4 布朗动力模拟13-14
• 1.2.5 介观模拟14
• 1.3 课题相关研究14-16
• 1.4 本科题研究的主要目的、意义和内容16-18
• 1.4.1 目的和意义16
• 1.4.2 内容16-18
• 第2章 反胶束的分子模拟18-51
• 2.1 研究方法19-24
• 2.1.1 耗散粒子动力学(DPD)19-20
• 2.1.2 DPD系统运动方程20-22
• 2.1.3 蛋白质结构的处理22-23
• 2.1.4 力场的选择23-24
• 2.1.5 模拟的过程24
• 2.2 空反胶束的模拟24-30
• 2.2.1 AOT/异辛烷/水体系的模拟24-27
• 2.2.2 CTAB/异辛烷/正己醇/水体系的模拟27-30
• 2.3 反胶束萃取溶菌酶的分子模拟30-34
• 2.3.1 溶菌酶30
• 2.3.2 有机相中反胶束和溶菌酶的作用30-32
• 2.3.3 反胶束、蛋白质和水之间的相互作用32-34
• 2.4 反胶束萃取木瓜蛋白酶的分子模拟34-41
• 2.4.1 木瓜蛋白酶34-35
• 2.4.2 木瓜蛋白酶的结构处理35-36
• 2.4.3 参数的计算和设置36-37
• 2.4.4 模型的构建和建立37-39
• 2.4.5 木瓜蛋白酶的反胶束萃取模拟结果39-41
• 2.5 离子强度对体系影响的模拟41-46
• 2.5.1 极性头基之间参数a_(HH)(15～0)的影响42-43
• 2.5.2 极性头基之间参数a_(HH)(15～30)的影响43-44
• 2.5.3 极性头基之间参数a_(HH)(50～100)的影响44-45
• 2.5.4 离子强度对体系影响的总结45-46
• 2.6 pH对体系影响的模拟46-47
• 2.7 助溶剂对体系的影响47-49
• 2.8 本章小结49-51
• 第3章 反胶束萃取蛋白质实验51-67
• 3.1 实验原理51-52
• 3.2 实验材料、试剂及仪器52-53
• 3.3 实验方法53-54
• 3.3.1 酶溶液的配制53
• 3.3.2 反胶束溶液的配制53
• 3.3.3 前萃操作53
• 3.3.4 后萃操作53
• 3.3.5 蛋白含量的测定53-54
• 3.3.6 计算公式54
• 3.4 实验结果54-65
• 3.4.1 木瓜蛋白酶的标准曲线55-56
• 3.4.2 前萃水相pH的影响56-57
• 3.4.3 离子强度的影响57-58
• 3.4.4 醇加量的影响58-59
• 3.4.5 CTAB浓度的影响59-60
• 3.4.6 木瓜蛋白酶浓度的影响60-61
• 3.4.7 相体积比的影响61-62
• 3.4.8 促溶剂的影响62-64
• 3.4.9 后萃水相pH的影响64-65
• 3.5 本章小结65-67
• 第4章 总结与展望67-69
• 4.1 总结67-68
• 4.2 展望68-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间取得的成果75-76
• 卷内备考表76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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2 刘杨;董晓燕;孙彦;;反胶团系统及其在蛋白质分离复性中的应用研究进展(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2008年06期

3 张秀青;苑世领;徐桂英;刘成卜;;水溶液中Pluronic嵌段共聚物聚集行为的介观模拟[J];物理化学学报;2007年02期

4 李有勇,郭森立,王凯旋,徐筱杰;介观层次上的计算机模拟和应用[J];化学进展;2000年04期

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本文编号：1054293