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摘 要

脂肪酸是一种天然的表面活性剂分子，在富含有碱性溶质分子的水溶液环境中，脂肪酸分子间可通过多种次级键相互作用，实现自组装行为^[1,30]，并根据不同的条件生成不同的大分子聚合物。这种可逆的自组装行为赋予了脂肪酸聚合物分子多样的生物学功能。

如今，通过利用特定脂肪酸分子装配形成具有医药价值潜力的膜泡分子技术已经较为成熟，但是在混合脂肪酸体系装配领域的研究仍然处于起始阶段。本实验以混合藻油脂肪酸作为合成原料，以L-精氨酸（L-Arginine）制备的水溶液提供脂肪酸体系聚合装配的碱性环境，构建并启动自组装体系的反应进程。随后，通过对自组装体系的pH值、电导率、宏观光学相态、显微结构以及红外吸收光谱等的检测，推断出混合脂肪酸自组装体系的大致装配流程、各组聚合体系相态存在区间以及筛选出囊泡相生成的最适条件范围，最后总结混合藻油自组装体系的优点和不足，并以此为基础，讨论本课题的进一步研究方向以及对研究前景的展望。

关键词：混合藻油脂肪 自组装体系 脂肪酸囊泡

Study on self-assembly behavior of Fatty Acid and Amino Acid system in algal Oil

ABSTRACT

Fatty acid is a natural surfactant molecule. In an aqueous environment rich in alkaline solute molecules, fatty acid molecules can interact with each other through a variety of secondary bonds to achieve self-assembly behavior, and generate different macromolecular polymers according to different conditions. This reversible self-assembly behavior endows fatty acid polymers with diverse biological functions.

Nowadays, the technology of forming vesicles with potential medical value by assembling specific fatty acid molecules has been mature, but the research in the field of assembly of mixed fatty acid systems is still in the initial stage. In this experiment, mixed algae oil fatty acid was used as raw material, and the aqueous solution of L-Arginine was used to provide alkaline environment for the polymerization and assembly of fatty acid system, and the reaction process of self-assembly system was constructed and started. Subsequently, by detecting the pH value, conductivity, macro-optical phase, microstructure and infrared absorption spectra of the self-assembly system, the general assembly process, the existence range of phase states of each group of polymer systems and the optimum conditions for the formation of vesicle phase were deduced. Finally, the advantages and disadvantages of the self-assembly system of mixed algae oil were summarized. On this basis, the further research direction of this topic and the prospect of the research are discussed.

KEYWOEDS: Mixed algae oil fatty acids; Self-assembly system;Fatty acid vesicles

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

0.1引言 1

1.1 以DHA为主要成分的藻油概述 1

1.2 混合藻油脂肪酸的提取流程概述 2

1.3 混合藻油脂肪酸与氨基酸的水相自组装 3

1.3.1 脂肪酸的自组装作用 3

1.3.2 碱性氨基酸的参入对脂肪酸聚合自组装体系的作用 4

1.4 混合体系自组装膜泡的表征 5

1.4.1 红外光谱分析方法 5

1.4.2 流变学方法 5

1.4.3 透射电镜显微观察法 6

1.5 研究本混合体系自组装行为的内容和意义 6

第二章 藻油DHA混合脂肪酸在精氨酸水溶液中的自组装行为 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 实验试剂 7

2.1.2 实验仪器 7

2.2 实验方法 8

2.2.1 精氨酸溶液的制备 8

2.2.2 Arg-混合藻油脂肪酸自组装体系配置 8

2.2.3 Arg-混合藻油脂肪酸自组装体系各相态区间的确定 8

2.2.4 pH值与电导率的测定 8

2.2.5 Arg-混合藻油脂肪酸自组装体系的微观结构观察 9

2.2.6 傅里叶红外吸收光谱 9

2.3 结果与讨论 9

2.3.1 pH值变化曲线分析 9

2.3.2 电导率变化曲线分析 11

2.3.3 混合自组装体系物相变化图线的绘制与分析 13

2.3.4 自组装体系的显微观察 15

2.3.5 傅里叶红外吸收光谱分析 16

2.4 本章小结 17

第三章 结论与展望 19

3.1 结论 19

3.2 展望 20

参考文献 22

致谢 25

第一章 绪论

0.1引言

两亲化合物可以在水中自组装形成多种形貌各异的纳米结构，其中具有代表性的结构有胶束团、纳米胶束囊管、片层以及各种形状的囊泡结构等，因此，其在纳米尺寸分子器件、基因或者药物转运、微观分子模板合成以及分子细胞影像学等领域均表现出潜在的巨大研究与应用价值。^[2]如今，利用表面活性剂进行的自组装技术已经有了相当大的突破。其中，单一的脂肪酸所制备的膜泡载体，以它明确的化学组成和清晰的力学性质^[3]受到人们的青睐。而本课题研究的是富含以DHA为主的多不饱和脂肪酸的海藻油混合脂肪酸体系在L型精氨酸溶液中进行的自主驱动的组装过程，并对组装获得的膜泡产物进行表征以获得相关数据。

1.1 以DHA为主要成分的藻油概述

DHA（docosahexaenoic acid）其中文全称为二十二碳六烯酸，属于ω-3不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid， PUFAs）家族中的重要成员。在自然界中，几种多不饱和脂肪酸的结构式如下所示（图1-1）^[4]：

DHA是脑神经系统中不可缺少的原料分子，也参与视觉细胞组分相关的构成^[5]，对降低血脂和增强脑部功能有着相当大的作用，因此也俗称“脑黄金”。除此之外，DHA还涉及到机体免疫系统的构建与调节，为人体健康保驾护航，并且不能由人体直接合成得到^[6]。海洋藻类是构建膜泡的脂肪酸材料的主要来源之一。海洋藻类中的脂肪酸成分复杂程度低，但含量丰富（占细胞干重的近40%），最重要的是，其中所含的多烯类不饱和脂肪酸比例远高于其他生物质原料，生产培育也较为方便，因此利用海洋藻类获取以DHA为主要成分的混合脂肪酸材料备受人们关注^[7]。

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