原子力显微镜在食品中的应用.ppt

原子力显微镜在食品中的应用;食品行业; AFM在多糖研究中的应用 AFM在蛋白质研究中的应用 AFM在脂质研究中的应用;原子力显微镜观察虫草多糖分子的结构形貌; 多糖大分子链呈现出多分枝的结构。在图1(a)中, 可以看到单个的分子链及其多个侧枝, 聚合物链分子间互相缠绕, 链间通过糖单元间不同的连接方式衍生出许多大大小小的环, 大小尺寸在50～240nm范围内, 从而直接证实了多糖大分子具有高度分枝的化学结构。 图1(b)是多糖分子的高分辨图像。从图中可明显观察到分子内的缠绕及其螺圈结构, 螺圈直径为10nm, 线宽为4nm。螺圈相互连接成链。Morris等的研究表明多糖分子间存在螺旋(有序)和线圈(无序)间的可逆热转换, 且螺旋结构在低温和高离子强度下稳定。图1表明这两种形态和分子间、分子内缠绕结构的共存。 ;西洋参多糖(PPQ-d)的原子力显微镜观察; 图1是PPQ2d在玻璃片上的AFM图像, 图1(a)是形貌像, 可见不太清晰的规则排列现象. 当用反差形式进行观察时(图1(b)), 出现明显的规则棒状并排结构, 并且排列十分紧密.; 图2是放大的AFM图像. 由图2(a)可见, 中间有较小空隙(100～150nm)并排排列着螺旋的形貌. 图2(b)的力调制图像显现螺旋盘绕形貌, 因为力调制能给出接触部位之软硬情况. 每股螺旋粗200～250nm. 一般说来, 多糖分子链一般为0.1～1nm. 本图像所显示的盘绕股粗至200～250nm,说明每股并非为单个糖链. 考虑到该多糖化合物的高糖醛酸含量(60%), 认为一个糖链上的糖醛酸羧基或 羧基负离子上的强电负性氧原子与另一糖链上的羟基氢易于形成分子间氢键, 多个糖链缠绕成股. ;胶原蛋白组装过程原子力显微镜的观测; 组装前,悬浊液含有酸化的小牛皮Ⅰ型胶原蛋白与牛血清α1-酸醣蛋白。原子力显微镜成像表明,偶然的细丝状物质(见图1b)出现只会形成一般的膜层(见图1a)典型稀释过的样本在原子力显微镜扫描成像中,样本小液滴沉积部分的整个表面被蛋白质膜层覆盖,观察到的丝状物质相当小,还不到扫描样本的5%。在大量的纤维源实验中获得的部分样本间的微纤维的特征和表面形态是与此纤维结构一致的。; 组装早期(pH≤4) 　　透析早期的2～6h，出现了越来越明显的卷曲微纤维。 到了这个阶段末期,至少80%的原子力显微镜扫描区域含有这种团块,而且其外观占据了图像的大部分,类似于图2. 图1(a)的完全孤立团块区与图2(a)较大聚集区是原子力显微镜扫描所观察到的典型特征,这种特征可以分别在透析前的混合物与接近早期末端的混合物中观察到。; 组装中间阶段(pH=4～6) 透析5～12h,出现了不同的纤维形态. pH=4时,成像中发现有细小的纤维结构存在,其中一些条带周期为270nm。这些带形与成熟的纤维长距胶原纤维的带形相匹配. 纵断面见图3(b)～(d) ,用135nm的点线分割以便观察，此图说明了条带的产生是由于原细纤维表面突起造成,这个突起大约比条带高出2～3nm。 随着pH值的升高,这些细丝的直径通常会增大. 以前关于纤维长距胶原蛋白的研究发现了原细纤维的存在,那时把原细纤维看作是组装的潜在中间体。; 随着透析的进一步进行,可以清晰地观察到大量的纤维聚合物的带形(见图4a～d). 根据条带和长度以及形成原细纤维的超微结构的存在,发现这些纤维与文献报道的成熟纤维长距胶原纤维有一定的相似处. 与成熟纤维相比较,这个组装阶段的纤维似乎由更多的松散原细纤维或微纤维的一种或两种组成. 一般???况下,胶原蛋白纤维会与云母强烈结合. 而且,成胶聚合物的典型特征是由沉积物影响的,这明显超出了探针旋绕的影响. 然而,这里所观察到的结构相当的平,就像图4(a)～(c)所示. 和云母的相互作用也削弱了原细纤维. 我们称这些横向的聚合结构为中间纤维,以示与其它纤维形态的区别。;组装最后阶段(pH≥4.6) 　　开始透析10～18h,pH=4.6,成熟纤维长距胶原纤维簇开始出现。成熟纤维中的原细纤维很明显,周围的培养基上也有明显的纤维物质,但没有看到典型的条带,这或许是微纤维的本质。从图4和图5的比较可看出,成熟纤维不像中间纤维那样更紧凑。中间纤维的分支也和成熟纤维一样有突起的尖端,见图5(b)。 ;THE END