广西多糖材料与改性培育基地
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研究方向及内容
2017-12-21 16:50   审核人:

      核心科学问题:多糖材料结构与效能关系。

 实验室紧跟多糖材料学科发展前沿,立足广西优势资源利用和多糖产业发展的技术需求,围绕多糖材料结构与效能关系这一核心科学问题,按照“用多糖分子修饰认识多糖结构和性能,用构效关系指导多糖分子修饰方向”的学术思路,确立了多糖纯化与表征、多糖化学改性及应用、多糖生物改性及应用等3个研究方向。

1) 多糖纯化与表征

多糖材料的效能、生物活性等直接或间接地受其分子结构和多糖材料聚集态的影响,多糖材料的性能、生物活性、结构解析及构效关系已成为多糖材料领域研究的重点。在传统多糖分离提纯方法的基础上,重点研究低成本多糖分离技术方法,膜分离与电场耦合强化分离多糖技术方法,解决多糖分离这一技术难点问题;开展海洋澡类多糖提纯及结构表征,从广西海域筛选产多糖微生物以及研究其合成多糖的结构,逐步建立广西海域多糖分子结构数据库。在对多糖分子化学结构认识的基础上,针对多糖材料结构与性能关系的复杂性,充分利用互联网多糖结构数据源和现代仪器测试技术,采用分子模拟与实验相结合方法,研究多糖材料高级结构的综合表征方法,进一步认识多糖材料结构与效能的关系,为多糖材料功能设计和可控合成提供理论基础。

2) 多糖材料化学改性及应用

以广西丰富的木薯淀粉、蔗渣纤维、壳聚糖、植物多糖等典型生物多糖体系为模型,通过化学方法对多糖分子结构进行修饰,改变多糖的分子结构、分子量及取代基的种类、位置及数量,以获得满足不同领域应用性能要求的多糖材料产品。研究多糖大分子与改性剂小分子、介质分子间的作用规律,多糖分子可控化学修饰和改性方法。运用分子模拟、密度泛函理论、逾渗理论等方法和手段,由简单到复杂,从分子水平和微观结构层次上深入认识和理解多糖材料结构与效能的关系,开发功能化、高附加值的多糖材料新产品,拓展多糖材料在食品、医药、环境等领域的应用。

3) 多糖材料生物改性及应用

生物方法修饰多糖具专一性强、操作简便及反应条件温和易控制等优点。目前,对多糖结构生物修饰方法的机理机制研究不够深入,影响了多糖材料的应用研究酶法修饰多糖分子或对其他大分子进行糖基化修饰。进一步研究壳聚糖材料的提纯和结构表征及与选定酶分子及药物小分子作用规律,为开发壳聚糖功能材料提供理论基础;开展壳聚糖仿生复合膜材料海水的纯化研究。采用分子模拟与实验相结合方法,从分子水平、微团和反应器等多种尺度上探索多糖分子与酶分子的作用规律。重点研究酶降解多糖分子,空间构象变化、硫酸酯化、脱硫酸基、蛋白质糖基化改性等对多糖材料性能的影响,加深认识多糖分子结构与效能的关系,发展多糖材料设计加工新方法。

三个研究方向与核心科学问题的逻辑关系见图1

                     

1三个研究方向与核心科学问题关系

多糖材料的性能与它们的化学结构和聚集态有着密切联系,不同的应用领域对多糖材料的结构和聚集态有不同的要求。通过多糖材料纯化与表征,为多糖材料结构研究、多糖分子改性设计提供基础模板。根据不同应用领域对多糖材料性能的要求,通过分子设计,采取适当的方法对多糖材料结构进行修饰改性以满足应用对多糖材料结构的要求。通过表征修饰改性后多糖材料的结构,进一步认识多糖材料结构和效能的关系;从分子、微团和反应器多尺度研究多糖材料的化学或生物改性过程,建立多糖材料应用性能多糖材料结构形态多糖材料改性加工过程之间的统一。研究方向间逻辑关系清晰,研究内容特色鲜明,紧密联系广西经济与科技发展战略需求。

 


 

 

 

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