The high value-added utilization of marine biological resources is effective way to solve the problem of human resource shortages. This study, based on marine biological resources, is proposed to extract the Antarctic krill protein and prepare novel sodium alginate/krill protein composite fiber with special function and high performance. The study would be mainly carried out as following four aspects: ①The quantitative relation between processing parameters for the extraction of Antarctic krill protein and its structure evolution; ②The molecular mechanism of Sodium alginate/krill protein composite system; ③Phase separation mechanism and its quantitative regulation for Sodium alginate/krill protein nascent fiber; ④ The quantitative relation between aggregation microstructure and function, performance for composite fiber. In our previous work, we has demonstrated that it is practical for the preparation of Sodium alginate/krill protein composite fiber, however there are many key and urgent issues in the quantitative regulation for the extraction of Antarctic krill protein, nascent fiber formation, function and performance. The study would solve three key issues as follow: ① To solve the problem of krill protein extraction of degradation and degeneration; ②To achieve " in situ compatibilization" in the process of preparation of krill protein/sodium alginate composite solution. ③To explain the complexity for the phase separation in the process of nascent fiber formation. Finally,we would achieve to regulate the extraction of Antarctic krill protein, Sodium alginate/krill protein composite system, to regulate nascent fiber formation and its aggregation microstructure, to regulate function and performance for Sodium alginate/krill protein composite fiber.
海洋生物资源高值利用是解决人类资源短缺问题的有效途径。本项目基于海洋生物质材料,拟提取南极磷虾蛋白(AKP)并制备功能与性能一体化海藻酸钠(SA)/AKP纤维。研究拟从四个方面展开:①AKP提取工艺参数与其结构演变的定量关系研究;②SA/AKP复合体系分子作用机制研究;③SA/AKP成型过程中的相分离机理及定量调控研究;④纤维的聚集态结构与功能及性能的定量关系研究。前期已经制备SA/AKP纤维,但在实现加工工艺、材料的微观结构、功能及性能的定量调控的方面还有一些关键、复杂问题亟待解决。项目拟解决①AKP提取中的降解和变性问题;②解决SA/AKP复合溶液制备过程中的“原位增容”问题;③解析初生纤维成型过程中相分离过程的复杂性及与功能、性能的关系。通过研究拟最终实现AKP的提取及SA/AKP稳定复合溶液定量调控;实现初生纤维的成型及其聚集态结构定量调控,实现对SA/AKP纤维功能与性能的定量调
海洋生物资源高值利用是解决人类资源短缺、实现产品功能化、差别化的有效途径之一。本项目以海洋生物海藻酸钠(SA)和南极磷虾蛋白(AKP)等为原料,通过原位引入大分子单体、醛、酸、无机粒子前驱体等潜在交联剂,结合相分离湿法纺丝成形和拉伸定型工艺,构筑了“离子交联-氢键作用”、“离子交联-共价键合-氢键作用”等多种形式的多重网络交联结构,制备了一系列功能与性能为一体的复合纤维。研究内容包括:①AKP提取工艺参数与其结构演变的关系研究;②基于SA/AKP的多重复合体系分子作用机制;③基于SA/AKP的多重复合体系在成型过程中的相分离机理及定量调控研究;④纤维的聚集态结构与功能及性能的关系研究;⑤类多糖体系如壳聚糖/蛋白、纤维素/蛋白等复合体系的强韧化、功能化研究;⑥新溶剂法SA基复合体系的溶解与相分离机理。研究发现AKP提取率和结构与提取过程的pH值和干燥温度有关,低浓度碱液提取收率是有机溶剂体系的3.4倍,提取的蛋白分子量在140Kda以下;多糖SA与蛋白AKP之间存在氢键,氢键构成与盐值、盐种类、无机粒子等有关,蛋白质结构在一定范围内可调可控,改性后的纤维强度最多可提高64%,耐水提升150%,具有良好的生物相容性和吸附特性;壳聚糖/蛋白、纤维素/蛋白复合体系有类似SA的结果,说明结果有一定的普适性。研究成果为丰富多糖复合体系的结构设计理论,推进多糖及蛋白在民用纤维、生物医用材料、靶向给药、化学吸附等领域的应用提供了新思路、新方法。.项目发表学术论文43篇,其中SCI、EI收录41篇;取得授权发明专利13项,在国际国内学术会议上作学术报告13次,墙报7次,培养博士4名,毕业1名 ,培养硕士研究生15人,毕业13人,完成成果转化2项,主办学术会议2次,出国访问交流7人次。
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数据更新时间:2023-05-31
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