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廣西多糖材料與改性培育基地
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研究方向及內容
2017-12-21 16:50   審核人:

      核心科學問題:多糖材料結構與效能關系。

 實驗室緊跟多糖材料學科發展前沿,立足廣西優勢資源利用和多糖產業發展的技術需求,圍繞多糖材料結構與效能關系這一核心科學問題,按照“用多糖分子修飾認識多糖結構和性能,用構效關系指導多糖分子修飾方向”的學術思路,確立了多糖純化與表征、多糖化學改性及應用、多糖生物改性及應用等3個研究方向。

1) 多糖純化與表征

多糖材料的效能、生物活性等直接或間接地受其分子結構和多糖材料聚集態的影響,多糖材料的性能、生物活性、結構解析及構效關系已成為多糖材料領域研究的重點。在傳統多糖分離提純方法的基礎上,重點研究低成本多糖分離技術方法,膜分離與電場耦合強化分離多糖技術方法,解決多糖分離這一技術難點問題;開展海洋澡類多糖提純及結構表征,從廣西海域篩選產多糖微生物以及研究其合成多糖的結構,逐步建立廣西海域多糖分子結構數據庫。在對多糖分子化學結構認識的基礎上,針對多糖材料結構與性能關系的復雜性,充分利用互聯網多糖結構數據源和現代儀器測試技術,采用分子模擬與實驗相結合方法,研究多糖材料高級結構的綜合表征方法,進一步認識多糖材料結構與效能的關系,為多糖材料功能設計和可控合成提供理論基礎。

2) 多糖材料化學改性及應用

以廣西豐富的木薯淀粉、蔗渣纖維、殼聚糖、植物多糖等典型生物多糖體系為模型,通過化學方法對多糖分子結構進行修飾,改變多糖的分子結構、分子量及取代基的種類、位置及數量,以獲得滿足不同領域應用性能要求的多糖材料產品。研究多糖大分子與改性劑小分子、介質分子間的作用規律,多糖分子可控化學修飾和改性方法。運用分子模擬、密度泛函理論、逾滲理論等方法和手段,由簡單到復雜,從分子水平和微觀結構層次上深入認識和理解多糖材料結構與效能的關系,開發功能化、高附加值的多糖材料新產品,拓展多糖材料在食品、醫藥、環境等領域的應用。

3) 多糖材料生物改性及應用

生物方法修飾多糖具專一性強、操作簡便及反應條件溫和易控制等優點。目前,對多糖結構生物修飾方法的機理機制研究不夠深入,影響了多糖材料的應用研究酶法修飾多糖分子或對其他大分子進行糖基化修飾。進一步研究殼聚糖材料的提純和結構表征及與選定酶分子及藥物小分子作用規律,為開發殼聚糖功能材料提供理論基礎;開展殼聚糖仿生復合膜材料海水的純化研究。采用分子模擬與實驗相結合方法,從分子水平、微團和反應器等多種尺度上探索多糖分子與酶分子的作用規律。重點研究酶降解多糖分子,空間構象變化、硫酸酯化、脫硫酸基、蛋白質糖基化改性等對多糖材料性能的影響,加深認識多糖分子結構與效能的關系,發展多糖材料設計加工新方法。

三個研究方向與核心科學問題的邏輯關系見圖1

                     

1三個研究方向與核心科學問題關系

多糖材料的性能與它們的化學結構和聚集態有著密切聯系,不同的應用領域對多糖材料的結構和聚集態有不同的要求。通過多糖材料純化與表征,為多糖材料結構研究、多糖分子改性設計提供基礎模板。根據不同應用領域對多糖材料性能的要求,通過分子設計,采取適當的方法對多糖材料結構進行修飾改性以滿足應用對多糖材料結構的要求。通過表征修飾改性后多糖材料的結構,進一步認識多糖材料結構和效能的關系;從分子、微團和反應器多尺度研究多糖材料的化學或生物改性過程,建立多糖材料應用性能多糖材料結構形態多糖材料改性加工過程之間的統一。研究方向間邏輯關系清晰,研究內容特色鮮明,緊密聯系廣西經濟與科技發展戰略需求。

 


 

 

 

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版權所有:廣西民族大學 廣西多糖材料與改性重點實驗室

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